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Toshiba开始出货内置MOSFET的全新SmartMCD™系列电机驱动集成电路样品

—集成三相无刷直流电机驱动器和微控制器,可直接驱动小型汽车电机—

日本川崎--(BUSINESS WIRE)--(美国商业资讯)-- Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation (“Toshiba”)已开始出货“TB9M040FTG”的工程样品,该电机控制器件内置用于驱动三相无刷直流电机的功率MOSFET。作为Toshiba的“SmartMCD™”[1]系列电机控制器件的最新成员,TB9M040FTG集成了微控制器(MCU)和电机驱动器,可直接驱动三相无刷直流电机,适用于控制汽车设备中使用的小型电机。

车辆运动部件的电气化进程不断推进,对小型三相无刷直流电机的需求也不断增长,这些电机可用于供暖、通风和空调(HVAC)系统中的电动阀门、阻尼器和导风板以及格栅百叶窗[2]等应用。这也带动了对更少组件、更小尺寸电子控制单元(ECU)器件的需求,以及对磁场定向控制(FOC)[3]支持功能和无传感器控制的需求,这些功能可确保更先进的电机控制并降低CPU负载。

TB9M040FTG集成了一个MCU(Arm® Cortex® M23内核)、闪存、可直接驱动三相无刷直流电机的电机驱动器、可用于电源的高侧驱动器、本地互连网络(LIN)[4]收发器以及可在汽车电池级别工作的电源系统,所有组件均封装在一个典型尺寸为6×6mm的小型VQFN36封装中。此外,它还搭载集成Toshiba专有硬件的矢量引擎(VE),有助于降低FOC控制电机应用中的CPU负载,并有助于实现更精简的软件程序。

它还具有反电动势(BEMF[5])检测功能,可实现无传感器方波控制。

这些特性结合起来,可以缩小汽车设备的尺寸并减少组件数量,同时实现先进而复杂的电机控制;TB9M040FTG可以支持各种小型汽车电机应用,并且通过与ECU进行LIN通信,可以实现对汽车系统中小型电机的控制。

Toshiba将持续扩充SmartMCD™系列的产品阵容,配备汽车系统电机驱动所需的功能,为汽车系统的小型化和减少组件数量做出贡献。

注:

[1] SmartMCD™:Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation开发的汽车电机控制驱动器(MCD)系列,将电机驱动器和微控制器集成在单一器件中。

[2] 格栅百叶窗:安装在车辆前格栅后方的百叶窗机构,可根据驾驶情况自动打开和关闭。

[3] 磁场定向控制(FOC):一种典型的矢量控制方法(将电机转矩和磁通作为正交分量独立控制的控制方法),利用电机的旋转参考系(dq坐标系)独立控制磁通分量(d轴)和转矩分量(q轴)。

[4] 本地互连网络(LIN):一种串行通信协议,主要用于车辆中电子控制单元(ECU)之间的通信。

[5] 反电动势(BEMF):电机旋转时,转子磁场切割绕组时在电机绕组中感应出的电压,其方向与外加供电电压相反。

应用场景

汽车设备

  • 电动阀、HVAC阻尼器、导风板、格栅百叶窗等小型无刷直流电机应用

产品特点

  • 集成三相无刷直流电机驱动器,可直接驱动三相无刷直流电机(内置电机驱动MOSFET)
  • 32位MCU (Arm® Cortex®-M23),工作频率:40MHz(内置低速和高速振荡器)
  • 内置带ECC功能的存储器(SEC/DED[6])
    代码闪存:80KB,SRAM:4KB
  • 内置用于FOC控制的矢量引擎(VE)和可编程电机驱动器(PMD)[7]
  • 内置单分流电阻电流检测放大器[8]和12位A/D转换器
  • 单通道高侧驱动器,能够为霍尔效应传感器集成电路等器件供电
  • 通信接口:LIN、UART(与LIN共用)和SPI
  • 符合AEC Q100[9] 0级标准
  • 符合ASIL B[10]安全等级

注:

[6] 内置ECC(错误校正码)功能支持1位错误校正(SEC)和2位错误检测(DED)。

[7] 可编程电机驱动器(PMD):一种设计用于电机控制的硬件模块,可在硬件中执行脉冲宽度调制(PWM)生成、电流传导控制和故障检测,从而降低电机控制所需的处理负载。

[8] 单分流电阻电流检测放大器:通过电流检测分流电阻和电流检测放大器间接估算电机电流。

[9] AEC-Q100:由汽车电子委员会制定的汽车电子认证标准,涵盖汽车电子元件,尤其是集成电路(IC)的可靠性和质量。

[10] ASIL(汽车安全完整性等级):依据ISO 26262功能安全标准划分的用于表示汽车功能安全等级的指标。ASILB代表中等安全要求等级,高于ASILA,适用于功能故障可能对人身安全或车辆造成一定程度影响的场景。

主要规格

部件编号

TB9M040FTG

电机驱动器

三相无刷直流电机,单通道驱动(最大2A)

主要功能

电机控制驱动器:分流电阻和电流检测放大器

用于FOC控制/方波控制的硬件(VE、PMD、ENC[11]

高侧驱动器(HSD):单通道(Vcc输出)(为霍尔效应传感器集成电路等器件供电(5V(最大),40mA),支持开/关控制)

LIN物理层:单通道(仅应答器)

通信接口

LIN、UART(与LIN共用)、SPI

主要错误检测

欠压检测(Vcc(生成5V))

过压检测(Vdd(生成1.5V))

过电流检测(电机电流、高侧驱动器)

VCP(电荷泵电压)检测(过压/欠压)

内置MOSFET的漏源电压(VDS)检测(高侧/低侧)

热关断等

绝对最大额定值

电源电压Vbat (V)

-0.3至+40

工作范围

电源电压Vbat (V)

6至18

工作温度Topr (°C)

Ta=-40至+150

Tj=-40至+175

封装

名称

P-VQFN36-0606-0.50-004

尺寸(mm)

典型值

6.0×6.0

可靠性

符合AEC Q100 0级标准

符合ASIL B安全等级

 

注:

[11] 编码器输入电路(ENC):接收编码器信号以检测电机运行状态(包括位置、转速和旋转方向)的电路。

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TB9M040FTG

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模拟器件

* Arm和Cortex是Arm Limited或其子公司在美国和/或其他地区的注册商标。
* SmartMCD™是Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation的商标。
* 其他公司名称、产品名称和服务名称可能是其各自公司的商标。
* 此样品仅用于功能评估。规格可能与量产产品存在差异。
* 本文档中的信息(包括产品价格和规格、服务内容和联系方式)为公告发布之日的最新信息,但如有更改,恕不另行通知。

关于Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation

Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation是先进半导体和存储解决方案的领先供应商,凭借半个多世纪的经验和创新,为客户和业务合作伙伴提供卓越的分立半导体、系统LSI和HDD产品。

公司在全球的17,400名员工致力于最大限度提高产品价值,并促进与客户的密切合作,共同创造价值和开拓新市场。公司期待为世界各地的人们建设更美好的未来并做出贡献。

如需了解更多信息,请访问 https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/top.html

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