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Für die Ansteuerung von modernen Brushless Motoren (BLDC) benötigt man eine spezielle Steuerung. Erst diese ermöglicht es dem Motor in Betrieb zu versetzen. Diese Ansteuerelektronik wird auch Electronic Speed Controller (ESC) genannt. Eine ESC erzeugt einen 3 Phasenstrom, ähnlich einem 3 Phasen-Drehstrom, mit welchem die die 3 Motorleitungen elektronischen Angesteuert werden. Die Basis des Boards ist ein Xmega16D4.

Die Ansteuerung der Mosfets, bzw. der Mosfettreiber erfolgt durch eine im Controller integrierte spezial Hardware (AWEX extension). Die Kommutierung erfolgt mittels Back EMF (zero crossing detection) mit dem internen Komperator des Controllers.

Mehr Informationen gibt es momentan erst nur im Forum Xmega Brushless Controller

Vorteile von Brushless Motoren:

  • hohe Drehzahl in Verbindung mit einem großen Drehmoment
  • hoher Wirkungsgrad
  • lange Lebensdauer
  • keine Verschleißteile und somit hohe Zuverlässigkeit

Features des ESC Board:

  • Verwendung der xmega AWEX Einheit
  • 128MHz Grundtakt zur Erzeugung des PWMs
  • PWM Auflösung bis 12Bit bei 16KHz, bzw. 32KHz PWM Frequenz
  • Messung des Shunt mit einem differentiellem 12Bit ADC
  • interner DMA
  • Ansteuerung per CAN Bus, UART, I2C, PPM möglich
  • 3 Signal LEDs
  • 3 Mosfettreiber IR2102
  • 6 IRF Directfets MX
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  • jtronics_xmegaBldcEsc_2

Mosfets, Treiber und Kühlung:

Als Mosfets von International Rectifier durch das Directfet Gehäuse ist eine Maximale Wärmeabfuhr möglich. Gleichzeitig ermöglicht das Gehäuse eine Reduzierung der Mosfet internen Kapazitäten und Induktivitäten auf ein Minimum, wodurch eine bessere Signalqualität und geringere Verlustleitungen ermöglicht werden.

Für eine entsprechende Wärmeabfuhr ist das Board als reine einseitig bestückte Platine konzipiert, sodass die Unterseite komplett mit einem Kühlkörper beklebt werden kann. Zusätzlich kann auf die Oberseite der Mosfets ein weiterer Kühlkörper geklebt werden, wodurch bei Unsymmetrien eine bessere Verteilung der Wärme auf die einzelnen Mosfets erfolgt. Die Wärmeabfuhr auf der Unterseite erfolgt mit Thermalvias.

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aktueller Status:

Bisher wurde das Board auf Funktionsfähigkeit und Fehler getestet und die Software, bzw. die Treiber zur Ansteuerung aller Module geschrieben. Letzte Woche wurden erste Tests mit dem Board und einem E-Sky Brushlessmotor gemacht. Zur Ansteuerung der Mosfets wurde dabei gleich die interne AWEX Einheit verwendet. Momentan wird der Motor mit 16KHz und einer PWM Auflösung von 10Bit angesteuert. Die Software für das Board ist noch im Grundaufbau.

Downloads & Links

AVR Appnote BLDC
mikrocontroller.net Brushless Info

AVR928 Scalar sensorless methods to drive BLCD
Brushless-Controller für Modellbaumotoren

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