Un CI para Control de Ventilador de Refrigeración Propulsa Aire Ecológico
July 27, 2011 - Tessenderlo, Belgium
Melexis lanza hoy su solución súper inteligente para diseños de ventiladores de refrigeración energéticamente eficientes. El MLX90287 proporciona un CI accionador de ventilador basado en el efecto Hall de alto rendimiento, robusto y totalmente integrado, con la capacidad de controlar la velocidad del ventilador usando señales analógicas o PWM. Este dispositivo será muy útil para los equipos de tecnología de la información como ordenadores de sobremesa, consolas de juego y también ventiladores de refrigeración en aplicaciones de automoción como en los faros LED.
El MLX90287 presenta una solución de un único chip para accionamiento de ventiladores de refrigeración sin escobillas de filamento simple, velocidad controlada y ruido reducido. Con un voltaje de alimentación operativo de 4,5V a 16 voltios, el MLX90287 va dirigido a las aplicaciones de ventilador de refrigeración extensamente usadas de "12 voltios". Con la etapa de potencia integrada, los ventiladores de refrigeración de hasta 550mA (continuos) pueden ser fácilmente accionados para muchas aplicaciones. El dispositivo puede incluso funcionar con una temperatura ambiente de -40 a 150 grados Celsius, lo cual lo hace adecuado para entornos difíciles como los de automoción, industrial, militar y aeroespacial.
El último paso en los diseños de refrigeración energéticamente eficientes es controlar y optimizar la velocidad de rotación del ventilador según la carga térmica del sistema. Tomando el ejemplo de un procesador de ordenador, mientras que el trabajo de oficina regular crea una baja carga de sistema, en cambio si se juega con juegos intensos de 3D se requiere la máxima carga de sistema. Por eso, si se mantienen de forma constante las máximas capacidades de refrigeración, se produce un gasto de energía y un alto ruido acústico del flujo de aire del ventilador.
El MLX90287 proporciona una solución simple para controlar la velocidad del ventilador a través de técnicas digitales o analógicas. Las últimas arquitecturas de refrigeración para la refrigeración de CPU utilizan una señal de modulación por anchura de impulsos (PWM) de alta frecuencia en la que el ciclo de trabajo aplicado es proporcional a la velocidad de refrigeración deseada. A diferencia de otras soluciones, el MLX90287 acepta directamente, sin ninguna circuitería externa, una amplia gama de frecuencias PWM de 100 Hz a 100 KHz. Esto se adapta perfectamente a los últimos sistemas que usan normalmente 25 KHz o más y sistemas más viejos que todavía usan una frecuencia inferior. Otras arquitecturas utilizan señal analógica o incluso el control de sensor de temperatura. El MLX90287 puede regular la velocidad del ventilador a través de un único potenciómetro, una solución utilizada por muchos jugadores extremos para un control total, o incluso un simple termistor para una regulación más automática que responde a la temperatura real del sistema.
Con frecuencia, los arquitectos de sistemas deben encontrar una solución para mantener la velocidad de rotación mínima del ventilador en casos de fallo del sistema o modo standby del sistema. Los MLX90287 proporcionan una solución flexible y sin esfuerzo para una configuración de velocidad mínima usando un divisor de resistencia externo. Con sólo dos resistores económicos y nada más, es posible una completa libertad de configuración de velocidad mínima. En caso de que no se requiera un ajuste de velocidad mínima, entonces estos dos resistores no son necesarios. Es así de simple.
Una cuestión común de los ventiladores de refrigeración es la intensidad de cresta o corriente crítica que se produce desde la velocidad cero hasta la velocidad de rotación nominal. Esta cresta es por lo general 2 a 3 veces más alta que el consumo corriente medio durante la rotación normal. De ahí que los diseñadores de sistemas estén obligados a tenerlo en cuenta para los requisitos de suministro de alimentación y fiabilidad del sistema. El MLX90287 integra un mecanismo de inicio suave para manejar con inteligencia la corriente máxima de arranque. Los esquemas de inicio suave convencionales aumentan linealmente la potencia aplicada de cero a potencia máxima durante un cierto período de tiempo. Este método tiene desventajas claras para los ventiladores de refrigeración más grandes. Con una potencia baja, tales esquemas pueden no iniciar la rotación del ventilador debido a la inercia mecánica. Pero, luego, el ventilador puede funcionar a máxima potencia, aunque el sistema necesite sólo la mitad o menos, desperdiciando así energía. El inicio suave inteligente del MLX90287 aplica, desde el principio, sólo la potencia suficiente para superar la inercia mecánica y permitir la rotación inmediata. Luego, mientras eleva la potencia, el MLX90287 controla las transiciones de imán del rotor con su sensor de Hall integrado, adaptando la potencia en base a las necesidades del sistema. Como resultado, el MLX90287 permite que cualquier clase de ventilador de refrigeración se ponga adecuadamente en marcha a la velocidad de rotación especificada más baja suprimiendo la corriente máxima de arranque.
El MLX90287 incluye las últimas técnicas de ruido reducido empleadas por los CI Accionadores de Ventiladores Melexis. Tal como ha sido introducida en el último MLX90285, la tecnología "Active" de cambio suave de Melexis optimiza automáticamente la capacidad de ruido reducido según la velocidad de rotación del ventilador. De ese modo, se alcanza una alta eficacia del motor y un ruido reducido con una alta velocidad de rotación, a la vez que se logra un ruido aún inferior a una velocidad de rotación reducida. El cambio suave hace posible que existan ventiladores de refrigeración "susurrantes" incluso con cargas de sistema reducidas.
El MLX90287 se entrega con la salida open drain protegida contra cortocircuito de tacómetro (FG – Generador de Frecuencia) usada para el cálculo de velocidad de rotación. El dispositivo proporciona también una protección de voltaje inverso en todo el suministro y protección incorporada de rotor bloqueado para impedir que la bobina del motor se caliente en caso de bloqueo mecánico. También se incluye protección térmica para proteger mejor el dispositivo contra la subida anormal de la temperatura causada por el cortocircuito de bobina del motor. Finalmente, una descarga electrostática alta (ESD) de más de 6000 voltios (Modelo Cuerpo Humano) proporciona un cómodo margen de seguridad contra los posibles riesgos de daños durante el montaje o uso del módulo.
El MLX90287 está disponible en un paquete "SOIC" de montaje superficial de 8 pins. El paquete Melexis SOIC es respetuoso con el medio ambiente y totalmente “Verde”, incluida la conformidad con RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), sin Plomo (Sin Pb) y sin Halógenos.
Por sus muchas ventajas y su facilidad de uso, el MLX90287 es una excelente solución de CI para accionamiento de ventilador de velocidad controlada. El MLX90287 es directamente PWM compatible con la Especificación de Ventilador PWM de Intel y con la regulación de control de velocidad analógica y de temperatura disponible en un mismo dispositivo. Ofrece el nivel más alto de flexibilidad e integración en un único chip para una amplia gama de aplicaciones de ventiladores de refrigeración.
El MLX90287 está disponible para una producción de gran volumen con muestras de ingeniería disponibles a petición.
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