L6234 - Driver para Motor Trifásico (MEC102)
Na sua linha de semicondutores de potência a STMicroelectronics (www.st.com) destaca o L6234, um driver para motor trifásico que pode operar com tensões de alimentação até 52 V e que fornece uma corrente de saída até 5 A.
Trata-se de dispositivo que pode ser empregado numa ampla variedade de dispositivos mecatrônicos onde o controle de um motor trifásico se faz necessário. O L6234 é fabricado com tecnologia Multipower BCD60II que permite a combinação de transistores isolados DMOS com transistores CMOS e também bipolar no mesmo chip. Este componente é fornecido em invólucro DIP20 com um diagrama funcional como o mostrado na figura 1.
Observe que a estrutura DMOS do dispositivo já permite a formação intrínseca de diodos de proteção em paralelo com os transistores de potência, assim, diferentemente do que ocorre com as configurações bipolares equivalentes, diodos externos não são necessários. Além disso, a estrutura DMOS permite obter uma corrente quiescente muito baixam da ordem de 6,5 mA, com 42 V, independentemente da carga.
Conforme podemos ver pelo diagrama de blocos o L6234 é composto de três canais sendo cada canal composto de uma meia ponte com duas chaves DMOS e diodos intrínsecos de proteção. Cada canal inclui dois comparadores compatíveis com TTL/CMOS e microprocessadores, e um bloco lógico de interface com os drivers de entrada.
O dispositivo inclui ainda uma referência interna de 1,22 V, uma referência de 10 V para alimentar o circuito interno do dispositivo, e uma bomba de cargas central para alimentar o DMOS superior. Proteção térmica e função de histerese que desliga o dispositivo quando a temperatura excede 100º C também são incluídos.
Em seu Application Note AN1088 a ST Microelectronics sugere diversas aplicações para este circuito integrado. A primeira é mostrada na figura 2 consistindo num controle de corrente de freqüência constante. Observe que neste circuito existe um controle lógico externo que determina todo o funcionamento do motor.
Deve-se destacar neste tipo de aplicação que a baixa Rds(on) dos FETs de potência faz com que, mesmo controlando correntes elevadas,a dissipação seja mínima.
Outra aplicação para o circuito integrado L6234 é mostrada na figura 3, consistindo num controle completo de três fases com recursos de variação de velocidade e torque, que podem ser controlados externamente. Esta configuração se presta as aplicações onde se deseja ter um controle preciso do motor.
O loop de controle de velocidade é elaborado em torno de um sinal obtido por um sensor Hall. Esse sensor vai gerar sinais numa freqüência que é proporcional à velocidade de rotação do motor. Aplicando os pulsos a um monoestável, temos um sinal retangular com pulsos de duração constantes e separação que depende da rotação do motor, conforme mostra a mesma figura. Este sinal é então aplicado a um integrador de modo a se obter em sua saída uma tensão proporcional à velocidade. Esta tensão, aplicada a um comparador, gera um sinal de controle a partir da referência do L6234, o qual levado a um outro monoestável produz o sinal de controle para a velocidade do motor.
Neste circuito, os calores de Cf e R2 devem ser escolhidos para se obter uma saída livre de ripple no amplificador operacional, mesmo em baixas velocidades. Isso vai melhorar a resposta do sistema.
Os leitores interessados no desenvolvimento de projetos utilizando este circuito integrado podem baixar o AN1088 diretamente do site a ST Microelectronics e até contatar esta empresa no sentido de obter uma placa de desenvolvimento que facilitaria bastante a criação de novos produtos com o L6234.