Geräte für das IoT

STMicroelectronics präsentiert die kleinsten Motortreiber

Alfred Eiblmayr, STMicroelectronics Alfred Eiblmayr, STMicroelectronics

6. Juli 2016 - 15:04

Die komplett ausgestatteten Motortreiber vereinfachen das Design und sparen Platz in batteriebetriebenen und portablen Anwendungen.

(Bild: STMicroelectronics)

Angesichts der wachsenden Verbreitung portabler Technik hat STMicroelectronics ebenso winzige wie sparsame Elektromotor-Treiber vorgestellt, mit denen batteriebetriebene Geräte kleiner und mobiler werden sowie längere Laufzeiten erreichen.

Erhebliches technisches Know-how ist für die Ansteuerung der Motoren erforderlich, die in Geräten wie etwa portablen Pumpen und Treibern für medizinische Zwecke, Wellness-Produkten, portablen Point-of-Sale-Geräten, Miniaturrobotern, Überwachungsausrüstungen, Präzisionswerkzeugen und tragbaren Druckern eingesetzt werden. Zu den größten Herausforderungen zählt dabei das Kombinieren von Logik- und Leistungs-Funktionen auf einem Chip unter Einhaltung eng gesteckter Platz- und Verlustleistungs-Budgets.

All diese Elemente hat ST nun in seiner neuen Serie winziger Single-Chip-Motortreiber kombiniert, die den Anforderungen selbst der anspruchsvollsten portablen und Wearable-Anwendungen gerecht wird. Aufgrund ihrer Kombination aus geringem Stromverbrauch, kleinen Abmessungen und herausragender Performance dürften die neuen Motortreiber von ST zur weiteren Verbreitung batteriebetriebener IoT-Geräte beitragen.

Mit Maßen von nur drei mal drei Millimetern sind die neuen Bausteine die weltweit kleinsten Single-Chip-Motortreiber mit allen Funktionen, die es Produktdesignern ermöglichen, auf den von ihnen adressierten Märkten kompakte, leichtgewichtige und benutzerfreundliche Innovationen einzuführen. Die sparsam mit der Batterieenergie umgehenden Treiber können mit Spannungen ab 1,8 Volt betrieben werden. Mit ihrem extrem geringen Standby-Strom von unter 80 nA, der einen Zero-Power-Status bei inaktivem Motor ermöglicht, unterstützen die Bausteine das stromsparende Design. Andererseits können sie den Motor mit bis zu 1,3 Arms ansteuern, sodass sie für eine Vielzahl von Anwendungen in Frage kommen. Die Palette reicht von Roboter-Positioniersystemen über Druckermotoren, Autofokus-Mechanismen für Kameras und Zahnbürsten-Antriebe bis zu Spritzenpumpen. jl

Technik im Detail

Die Serie besteht derzeit aus dem Schrittmotortreiber STSPIN220, dem Treiberbaustein STSPIN230 für bürstenlose 3-Phasen-Motoren (BLDC) und dem STSPIN240 mit zwei vollständigen, in den Chip integrierten Mosfet-Brücken zum Ansteuern zweier bürstenbehafteter Gleichstrommotoren. Ein weiterer Baustein, der zum Ansteuern eines einzelnen bürstenbehafteten Gleichstrommotors vorgesehen ist und eine auf 2,6 Arms angehobene Stromtragfähigkeit bietet, wird im dritten Quartal 2016 in die Produktion gehen. Die Leistungsstufen der einzelnen Bauelemente sind mit effizienten, integrierten Mosfets bestückt, die die Verluste und die Wärmeentwicklung minimieren. Trotz ihrer kleinen Abmessungen erfordern die neuen Bausteine keine Abstriche in Sachen Performance oder Funktionalität. Der STSPIN220 kann Schrittmotoren mit einer Positionsauflösung von 256 Mikroschritten pro Vollschritt ansteuern, was für eine extrem gleichmäßige Bewegung und eine hohe Positionierungsgenauigkeit sorgt.

Darüber hinaus profitieren alle Bauelemente von einer lückenlosen Palette an eingebauten Schutzfunktionen beispielsweise gegen Überstrom, Übertemperatur und Kurzschluss. Dies sorgt ohne zusätzliche Bauelemente für Robustheit und Zuverlässigkeit auch unter rauen industriellen Einsatzbedingungen, sodass sich die Kosten und die Komplexität entsprechend verringern.