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Micronas

Clevere Hall-Sensoren plus Smart-Aktuator-Systeme für Motoren

23. September 2014, 9:57 Uhr | Heinz Arnold

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Smart-Aktuator-Systeme für BLCDs

Nach der Trennung von den Dashboard-Controllern setzt Micronas jetzt auf embedded Controller zur Ansteuerung bürstenloser Gleichstrommotoren. Wie viele dieser Controller wurden schon geliefert?

Im vergangenen Jahr haben wir bereits über 1 Mio. embedded Controller der ersten Generation ausgeliefert, die wir in einem 0,45-µm-Prozess fertigen.

Wo findet die Fertigung statt?

Die erste Generation fertigen wir in unserer eigenen Fabrik. 2011 haben wir eine strategische Partnerschaft mit X-FAB geschlossen, in deren Zuge Micronas 10 Mio. Euro in die X-FAB investiert hat. Die nächsten Generationen solcher Controller wird X-FAB für uns auf Basis des XH018-Prozesses fertigen. Im Rahmen unserer Partnerschaft können wir diesen Prozess aber auch in unserer eigenen Waferfab implementieren. Die unabhängige Produktion an zwei verschiedenen Standorten bietet unseren Kunden eine höhere Versorgungssicherheit.

Wie kann sich Micronas auf dem Gebiet der embedded Controller differenzieren?

Wir entwickeln hier applikationsspezifische Produkte, d.h. sie stellen dadurch eine besonders platzsparende und hinsichtlich der Systemkosten optimierte Lösung dar. Es handelt sich um echte Systems-on-Chip, die meist auch in Verbindung mit unseren Schalterfamilien HAL 15xy und HAL 2xy / HAL 5xy oder mit 2D-Hall-Sensoren betrieben werden. Die Controller mit integrierten nichtflüchtigen Speicherelementen können 12-V-Gleichstrommotoren direkt ansteuern, sie enthalten also auch die notwendigen Leistungstreiber für die Motoren und darüber hinaus viele weitere Funktionen, wie Komparatoren mit virtueller Sternpunktreferenz, diverse Energiesparfunktionen, Diagnose- und Schutzfunktionen, einen schnellen 12-Bit A/D-Wandler mit programmierbarem Eingangsverstärker, verschiedene Kommunikationsschnittstellen, wie z.B. LIN, und Spannungsregler. Solche Smart-Aktuator-Systeme werden in verschiedenen Anwendungen wie in Antrieben für Gleichstrom-Motoren mit integrierter Elektronik, Ventilatoren und Pumpen eingesetzt. Im Auto eignen sich die ICs beispielsweise neben den vielen Pumpen und Lüftern für den Einsatz im aktiven Kühlergrill oder zur aktiven Kühlung von LEDs.

Wie sieht die Roadmap für die embedded Controller aus?

Die nächste Generation der embedded Controller wird auf dem 32-Bit-ARM-Cortex-M3 basieren und in einem 0,18-µm-Prozess gefertigt werden. Aufgrund der gesteigerten Leistungsfähigkeit können wir Motoren damit noch effizienter ansteuern und erreichen somit eine größere Leistung des Motors, eine verringerte Leistungsaufnahme, aber auch einen ruhigeren Lauf. Ab 2016 wollen wir die Stückzahlfertigung für diese neue HV-Controller-Familie aufnehmen. Wir planen, erste Produkte der neuen HV-Controller Familie Anfang nächsten Jahres in den Markt einzuführen.

Allein der Umsatz mit bürstenlosen Gleichstrommotoren in Autos wird zwischen 2014 und 2019 um voraussichtlich 11 Prozent pro Jahr zulegen. Weil hier viele dieser neuen Motortypen die alten ersetzen, verläuft das Wachstum schneller als das für elektronische Systeme für Autos insgesamt, das auf 7 Prozent kommt. Das Stückzahlenwachstum der Autos selber dagegen liegt bei durchschnittlich 5 Prozent pro Jahr.

Können die Controller auch ohne Hall-Sensoren arbeiten?

Ja, sie können auch einfach die Back-EMF messen. Aber meist werden sie doch in Kombination mit Hall-Sensoren verwendet, weil das in vielen Fällen trotz des etwas höheren Aufwands eine genauere Steuerung und ein besseres Aufstartverhalten ermöglicht.