Specifico per il settore automobilistico, il nuovo dispositivo integra MCU e gate driver ed impiega tecnologia FOC senza sensori per applicazioni a bassa velocità se utilizzata con motori sincroni a magneti permanenti.
Toshiba Electronics Europe ha avviato le spedizioni di campioni di ingegneria del TB9M030FG, conforme allo standard AEC-Q100, una nuova aggiunta alla serie SmartMCD che integra un microcontrollore (MCU) e un driver per motori. Il prodotto è adatto al controllo orientato al campo (FOC) senza sensori a bassa velocità di motori brushless a corrente continua (BLDC) utilizzati in applicazioni automobilistiche, tra cui pompe dell’acqua elettriche, pompe dell’olio, ventole e soffianti.
Negli ultimi anni, questi sistemi automobilistici sono stati sempre più elettrificati e i motori utilizzati devono raggiungere una maggiore efficienza, una minore rumorosità e un fattore di forma più compatto. Inoltre, con l’aumento del numero di centraline elettroniche (ECU) installate, la riduzione del numero di componenti e la minimizzazione dello spazio occupato sulla scheda sono diventate sempre più importanti. Insieme, queste tendenze stanno alimentando una crescente domanda di dispositivi altamente integrati che combinano una MCU e un driver per il controllo del motore. Il controllo senza sensori dei motori BLDC trifase presenta delle sfide nel rilevamento accurato della posizione del rotore a basse velocità, creando una forte domanda di tecnologia FOC senza sensori ad alte prestazioni in grado di fornire un controllo stabile da fermo.
Caratteristiche tecniche e prestazioni
Il TB9M030FG integra una MCU a 32 bit con core Arm-Cortex M0, 64 kB di memoria flash e ulteriori 12 kB di ROM e 4 kB di RAM. Il gate driver controlla e pilota i MOSFET di potenza a canale N per il funzionamento di motori BLDC trifase. Il prodotto include anche un transceiver LIN (Local Interconnect Network) e un sistema di alimentazione in grado di funzionare a livelli tipici delle batterie per autoveicoli. Questo componente altamente integrato è alloggiato in un piccolo package QFP48, con dimensioni tipiche di 9 mm × 9 mm, consentendo ai progettisti di realizzare sistemi più compatti e ridurre il numero di componenti.
Il prodotto integra anche il coprocessore a motore vettoriale di Toshiba, che supporta cicli FOC brevi, riduce il carico della CPU e le dimensioni del programma software nelle applicazioni di controllo motore. Inoltre, l’innovativa tecnologia di controllo senza sensori di Toshiba consente il controllo FOC di posizione da velocità zero fino alla gamma di basse velocità quando utilizzata con motori sincroni a magneti permanenti ottimizzati, ovvero motori BLDC trifase con anisotropia magnetica nel rotore (Ld ≠ Lq), consentendo la generazione di coppia di riluttanza dovuta alle differenze di riluttanza magnetica all’interno del motore. Rispetto al metodo convenzionale di iniezione ad alta frequenza, in cui il segnale di tensione (o corrente) viene sovrapposto e iniettato nel motore per rilevare la posizione del rotore, questo approccio elimina il rumore causato dalle armoniche e porta anche a un funzionamento del motore più silenzioso. Ciò consente un controllo del motore più avanzato e sofisticato, rendendo il prodotto adatto a un’ampia gamma di applicazioni per motori automobilistici.
Toshiba continuerà ad ampliare la gamma della sua serie SmartMCD integrando le funzioni necessarie per i sistemi automobilistici, contribuendo alla miniaturizzazione di tali sistemi e alla riduzione del numero di componenti.
