Toshiba Electronics Europe
Musterexemplare der neuen SmartMCDs sind verfügbar
Toshiba Electronics Europe beginnt mit der Auslieferung von Entwicklungsmustern des TB9M030FG. Dabei handelt es sich um einen weiteren AEC-Q100-konformen SmartMCD, der einen Mikrocontroller und eine Motortreibereinheit integriert.
In den letzten Jahren wurden diese Fahrzeugsysteme zunehmend elektrifiziert. Die verwendeten Motoren müssen daher einen höheren Wirkungsgrad, eine geringere Geräuschentwicklung und eine kompaktere Bauform aufweisen. Da außerdem die Anzahl an eingebauten elektronischen Steuergeräten (ECUs) stetig steigt, gewinnen die Verringerung der Anzahl an Bauteilen und die Minimierung des Platzbedarfs auf der Leiterplatte immer stärker an Bedeutung. Diese Trends führen zusammengenommen zu einer wachsenden Nachfrage nach hochintegrierten Bausteinen, bei denen ein Mikrocontroller und ein Gate-Treiber in der Motorsteuerung kombiniert werden. Die sensorlose Steuerung dreiphasiger BLDC-Motoren ist bei niedrigen Drehzahlen eine Herausforderung, da die Rotorposition nur schwer erfasst werden kann. Hierdurch entsteht eine starke Nachfrage nach hochleistungsfähiger sensorloser FOC-Technologie, die eine stabile Regelung bereits aus dem Stillstand heraus ermöglicht.
Der TB9M030FG von Toshiba integriert einen Cortex-M0-Kern, 64 kB Flash-Speicher sowie zusätzlich 12 kB ROM und 4 kB RAM. Der Gate-Treiber steuert die N-Kanal-Leistungs-MOSFETs bei dreiphasigen BLDC-Motoren. Der SmartMCD verfügt ferner über einen LIN-Transceiver (Local Interconnect Network) und ein Stromversorgungssystem, das direkt an die 12-V-Spannungsebene des Kfz angeschlossen ist. Das hochintegrierte Bauteil ist in einem kleinen QFP48-Gehäuse mit den Maßen 9 × 9 mm (typ.) untergebracht.
Der TB9M030FG enthält zudem den von Toshiba entwickelten Vektor-Engine-Coprozessor, der sehr kurze FOC-Zykluszeiten ermöglicht, die CPU-Auslastung verringert und die Größe von Softwareprogrammen in Anwendungen zur Motorsteuerung reduziert. Toshibas innovative sensorlose Steuerungstechnologie ermöglicht darüber hinaus eine positionsgesteuerte FOC-Regelung vom Stillstand bis in den niedrigen Drehzahlbereich, wenn sie mit optimierten PM-Synchronmotoren verwendet wird. Dabei handelt es sich um dreiphasige BLDC-Motoren mit magnetischer Anisotropie im Rotor (Ld ≠ Lq). Aufgrund von Unterschieden in der magnetischen Reluktanz innerhalb des Motors kann so ein Reluktanz-Drehmoment erzeugt werden. Im Vergleich zur herkömmlichen Hochfrequenz-Einspeisung, bei der das Spannungs- (oder Strom-) Signal überlagert und in den Motor eingespeist wird, um die Rotorposition zu erfassen, eliminiert dieser Ansatz die Geräuschentwicklung, die durch die Einspeisung von Oberschwingungen verursacht wird, so dass der Motor leiser läuft. Dies ermöglicht eine fortschrittlichere und ausgefeiltere Motorsteuerung, wodurch sich der TB9M030FG für ein breites Spektrum an Kfz-Motoranwendungen eignet.