12-V-Pumpen und -Lüfter
Optimieren Sie Ihr Design mit den Motorregelungslösungen für 12-V-Pumpen und -Lüfter von Infineon
Aufgrund ihrer Einbauposition in der Nähe des Motors müssen Regelungslösungen für die Elektromotoren von Pumpen und Lüftern im Auto extrem robust und hitzebeständig sein. Infineon präsentiert kostenoptimierte, platzsparende und effiziente Hochleistungs-Lösungen für die Motorregelung von 12-V-Pumpen- und Lüftern im Automobilbereich. Hierzu gehören Zusatzpumpen und -lüfter z. B. für das Wärmemanagement, Kraftstoff-, Öl- und Wasserpumpen, Gebläse von Klimaanlagen sowie Ventilatoren für die Kühlung von Fahrzeugmotoren oder Batterien.
Optimierter Betrieb durch integrierte Lösungen für Temperaturen bis 175 °C
Die allgemeinen Markttrends lassen einen steigenden Bedarf an leistungsstärkeren und teureren Pumpen und Lüftern erkennen. Eine solche Aufrüstung bringt zwar Vorteile, erhöht aber auch die Gesamtsystemkosten – und das zu einer Zeit, die durch knallharten Wettbewerb gekennzeichnet ist. Kostenoptimierte, integrierte Lösungen für Motorregelungsanwendungen sind eine ideale Möglichkeit, den höheren Kosten für die Komponenten entgegenzuwirken.
Auch hinsichtlich des Platzbedarfs ist der Einsatz von integrierten Lösungen vorteilhaft, da dadurch die Platinengröße bei kleinen Zusatzpumpen erheblich verringert werden kann. In diesem Zusammenhang ist auch Integration mehrerer Funktionen hilfreich, wie beispielsweise eine integrierte Ladepumpe, die einen Nutzungsgrad von 100 % beim Stopp-Start-Betrieb des Fahrzeugs unterstützt. Tatsächlich benötigen unsere integrierten Motorregelungslösungen in Form von Embedded-Power-ICs neben der Leistungsstufe bzw. den MOSFETs keine anderen externen Komponenten. Dadurch sind sie kleiner als alle Lösungen unserer Mitbewerber und ideal für extrem kleine und kompakte Designs geeignet, bei denen es wesentlich auf den Platzbedarf ankommt. Für Motorregelungsprojekte, die eine Absolutwinkelerfassung, z. B. mit TMR- oder GMR-Sensoren, benötigen, bietet der Infineon-Mikrocontroller TLE9879-2QXA40 zwei zusätzliche 14-Bit-Delta-Sigma-ADWs zur weiteren Systemoptimierung. Zur Verringerung Ihres Design-In-Aufwands bieten wir für DC- und BLDC-Anwendungen Komponenten an, die zur vorhandenen Software und Hardware kompatibel sind. So steht Ihnen von Anfang an eine optimierte Lösung zur Verfügung.
Das Steuergerät (ECU) für die Kraftstoffpumpe befindet sich im Allgemeinen außerhalb des Tanks, während die Pumpe selbst im Tank untergebracht ist. Aufgrund der langen Kabel zwischen ECU und Pumpenmotor werden schnelle Schaltgeschwindigkeiten benötigt, um die Verlustleistung so gering wie möglich zu halten. Außerdem ist beim Design die problematische Kühlung des Steuergeräts zu beachten: Die Kraftstoffpumpe ist während der Fahrt laufend in Betrieb, und das Steuergerät ist oft unterhalb des Rücksitzes eingebaut, wo es nur begrenzt gekühlt werden kann.
Mit unseren integrierten Halbbrücken-ICs der Produktreihe NovalithIC™ lassen sich die Verteilung der Last und die Kühlung in Kraftstoffpumpenanwendungen optimieren. Da im Datenblatt die im schlechtesten Fall auftretenden Schaltzeiten aufgeführt sind, ist hier noch „Luft nach oben“: Sie können in Ihrem Design, im Vergleich zu diskreten MOSFETs, deutlich geringere Schaltgeschwindigkeit erzielen. Die integrierte Halbbrücke NovalithIC™ benötigt für die High-Side- und Low-Side-Schaltvorgänge nur einen einzigen Kühlungsbereich. Außerdem verfügt die NovalithIC™ über eine Übertemperatur-Abschaltung und eine Sperrfunktion, um die MOSFETs vor Überhitzung zu schützen. Dank der thermischen Rückkopplung beschleunigt die NovalithIC™-Schaltbrücke zudem auch die Schaltvorgänge, sodass weniger Schaltverluste auftreten.
Wenn Sie die Flexibilität einer diskreten Lösung benötigen, erhalten Sie von Infineon alles aus einer Hand: Mikrocontroller, Sensoren, SBCs und MOSFET-Treiber – Sie finden bei uns exakt die Komponenten, die Sie benötigen.
Der Motorsystem-IC von Infineon ist die erste Lösung auf dem Markt, bei der Brückentreiber, Stromversorgung und Schnittstelle für die Kommunikation über den CAN-FD-/LIN-Bus integriert sind, was den Platzbedarf auf der Platine und die Anzahl der Komponenten deutlich verringert.
Für unseren Motorsystem-IC nutzen wir ein patentiertes Konzept mit adaptiver MOSFET-Gate-Ansteuerung. Diese mehrstufige Regelung der Flankensteilheit ermöglicht eine EMV-Abstimmung über die SPI, wobei die Flankensteilheit unabhängig von Totzeit und Ein-/Ausschaltverzögerungen angepasst wird. Die Eigenanpassung der externen MOSFET-Schaltvorgänge ermöglicht einen optimalen Ausgleich zwischen Verlustleistung und EMV-Leistung. In Kombination mit im Motorsystem-IC eingebetteten Übertemperatur-Schutzfunktionen wie Vorwarnung und individuellem Überhitzungsschutz, Diagnose- und Überwachungsfunktionen (z. B. Fail-safe-Ausgang, Überwachungsstromkreis, Fail-safe-Betriebsart und Kurzschlussschutz) wird so die Verlustleistung und damit die Temperatur für den Einsatz in Kraftstoffpumpenanwendungen optimiert.
Die Nutzung von FOC (feldorientierte Regelung) in Verbindung mit dem integrierten Strommessverstärker (CSA) im Motorsystem-IC für bürstenlose Gleichstrommotoren (TLE9563/TLE9564) macht den Einsatz von Hallgebern unnötig, sodass sich zusätzliche Einsparungen auf Systemebene ergeben. Außerdem ist das Motorsystem-IC durch die verschiedenen Varianten hinsichtlich der Anzahl von Halbbrücken und Transceivern unvergleichlich skalierbar.
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Dieses Referenzdesign ist für Lüfteranwendungen zur Motorkühlung vorgesehen und kann bürstenlose 12-V-Gleichstrommotoren mit einer Leistung bis zu 1 kW ansteuern. In diesem Design sind der TLE9879QXW40 (Embedded Power-IC, ein SOC (Ein-Chip-System)) und der IAUA250N04S6N007 (40-V-OptiMOS™-6-MOSFET) als Hauptkomponenten verbaut. Dieses Referenzdesign zeichnet sich durch eine minimale Stückliste und eine verringerte Platinengröße aus. Außerdem zeigt es eine erstklassige elektromagnetische Verträglichkeit (EMC) und ein optimales Wärmeverhalten. Mit dem Referenzdesign erhalten Sie einen Layout-Plan und Schemadateien, umfangreiche Support-Dokumente mit EMV-Testergebnissen, thermischer Analyse sowie einer detaillierten Platinenbeschreibung.
Weitere Einzelheiten finden Sie auf unserer Webseite für Referenzdesigns.
Dieses Referenzdesign ist für Zusatzwasserpumpen-Anwendungen vorgesehen und kann bürstenlose 12-V-Gleichstrommotoren mit einer Leistung bis zu 140 W ansteuern. Verwendete Komponenten:
- TLE9879QXW40 (Embedded-Power-IC, SoC (Ein-Chip-System))
- IAUC60N04S6N031H(40-V-OptiMOS™-6-MOSFET)
- IPZ40N04S5-3R1(40-V-OptiMOS™-5-MOSFET)
Dieses Referenzdesign zeichnet sich durch eine minimale Stückliste und eine verringerte Platinengröße aus. Außerdem zeigt es eine erstklassige elektromagnetische Verträglichkeit (EMC) und ein optimales Wärmeverhalten. Es enthält umfangreiche Support-Dokumente wie beispielsweise Layout- und Schemadateien (Altium), EMV-Testergebnisse, thermische Analysen und eine detaillierte Dokumentation.
Mit unserem Referenzdesign für Zusatzwasserpumpen beschleunigen Sie Ihren Entwicklungsprozess und machen Ihr Produkt schneller marktreif.
Weitere Einzelheiten finden Sie auf unserer Webseite für Wasserpumpen-Referenzdesigns.
Lerninhalte:
- Sie erhalten eine Einführung in die große Auswahl an MOSFETs von Infineon für Mild-Hybrid-Fahrzeuge (MHEV).
- Sie erfahren, warum und wie Infineon seine Position im Markt der 40-V-MOSFETs festigt, und lernen Sie die neuesten 60-V-MOSFETs von Infineon kennen.
Der Schwerpunkt dieses Mikrolernmoduls liegt auf Anwendungen für Zusatzpumpen und -lüfter. Sie erhalten einen Überblick über die Anforderungen für Pumpen- und Lüfteranwendungen. Im Einzelnen wird gezeigt, welche wichtigen Herausforderungen bei Lüftern zur Motorkühlung, Kraftstoffpumpen und Ölpumpen bestehen und wie diese mit der hoch integrierten Ein-Chip-Systemlösung von Infineon gemeistert werden können.
Lerninhalte:
- Warum sind für bestimmte Systeme häufige Updates erforderlich, wie erfolgen diese, und wie bleiben Automotive-Systeme auch bei der Aktualisierung sicher?
- Wie unterstützen Mikrocontroller der AURIX™-Produktfamilie Software-Updates „Over the Air“?
Lerninhalte:
- Vorstellung der Technologien für das Wärmemanagement bei verschiedenen Antriebssträngen
- Präsentation der Lösungen von Infineon für Wasserpumpenanwendungen im Automobilbereich
Lerninhalte:
- Lernen Sie das Power-PROFET™-Portfolio kennen, und erfahren Sie, wie Power PROFET™ der Entmagnetisierung entgegenwirkt.
- Lassen Sie sich zeigen, wie Sie mit Power PROFET™ robuste Implementierungen realisieren können.
