無刷直流電機驅動器和微控制器，可直接驅動小型汽車馬達—

日本川崎--(美國商業資訊)-- Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation (“Toshiba”)已開始出貨「TB9M040FTG」的工程樣品，該馬達控制元件內建用於驅動三相無刷直流電機的功率MOSFET。TB9M040FTG是Toshiba的「SmartMCD™」[1]系列馬達控制元件的最新成員，整合了微控制器(MCU)和馬達驅動器，可直接驅動三相無刷直流電機，適用於控制汽車裝置中使用的小型馬達。

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車輛可動部件的電氣化進程不斷推進，對小型三相無刷直流電機的需求也不斷成長，這些馬達可用於暖氣、通風和空調(HVAC)系統中的電動閥門、阻尼器和導風板以及格柵風門[2]等應用。這也帶動了對更少零件、更小尺寸電子控制單元(ECU)元件的需求，以及對磁場定向控制(FOC)[3]支援功能和無感測器控制的需求，這些功能可確保更先進的馬達控制並降低CPU負載。

TB9M040FTG整合了一個MCU（Arm® Cortex®‑M23內核）、快閃記憶體、可直接驅動三相無刷直流電機的馬達驅動器、可用于電源的高側驅動器、本地互連網路(LIN)[4]收發器以及可在汽車電池層級工作的電源系統，所有元件均封裝在一個典型尺寸為6×6mm的小型VQFN36封裝中。此外，它還搭載整合Toshiba專有硬體的向量引擎(VE)，有助於降低FOC控制馬達應用中的CPU負載，並有助於實現更精簡的軟體程式。

它還具有反電動勢(BEMF[5])偵測功能，可實現無感測器方波控制。

這些特性結合起來，可以縮小汽車裝置的尺寸並減少元件數量，同時實現先進而複雜的馬達控制；TB9M040FTG可以支援各種小型汽車馬達應用，並且透過與ECU進行LIN通訊，可以實現對汽車系統中小型馬達的控制。

Toshiba將持續擴充SmartMCD™系列的產品陣容，配備汽車系統馬達驅動所需的功能，為汽車系統的小型化和減少元件數量貢獻力量。

註：

[1] SmartMCD™：Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation開發的汽車馬達控制驅動器(MCD)系列，將馬達驅動器和微控制器整合在單一元件中。

[2] 格柵風門：安裝在車輛前格柵後方的風門機構，可根據駕駛情況自動打開和關閉。

[3] 磁場定向控制(FOC)：一種典型的向量控制方法（將馬達轉矩和磁通做為正交分量獨立控制的控制方法），利用馬達的旋轉參考系（dq坐標系）獨立控制磁通分量（d軸）和轉矩分量（q軸）。

[4] 本地互連網路(LIN)：一種序列通訊協議，主要用於車輛中電子控制單元(ECU)之間的通訊。

[5] 反電動勢(BEMF)：馬達旋轉時，轉子磁場切割繞組時在馬達繞組中感應出的電壓，其方向與外加供電電壓相反。

應用場景

汽車裝置

  • 電動閥、HVAC阻尼器、導風板、格柵風門等小型無刷直流電機應用

產品特點

  • 整合三相無刷直流電機驅動器，可直接驅動三相無刷直流電機（內建馬達驅動MOSFET）
  • 32位元MCU (Arm® Cortex®-M23)，工作頻率：40MHz（內建低速和高速振盪器）
  • 內建帶ECC功能的記憶體(SEC/DED[6])
    程式碼快閃記憶體：80KB，SRAM：4KB
  • 內建用於FOC控制的向量引擎(VE)和可程式化馬達驅動器(PMD)[7]
  • 內建單分流電阻電流偵測放大器[8]和12位A/D轉換器
  • 單通道高側驅動器，能夠為霍爾效應感測器積體電路等元件供電
  • 通訊介面：LIN、UART（與LIN共用）和SPI
  • 符合AEC‑Q100[9] 0級標準
  • 符合ASIL‑B[10]安全等級

註：

[6] 內建ECC（錯誤修正碼）功能支援1位元錯誤修正(SEC)和2位元錯誤偵測(DED)。

[7] 可程式化馬達驅動器(PMD)：一種設計用於馬達控制的硬體模組，可在硬體中執行脈衝寬度調製(PWM)生成、電流傳導控制和故障偵測，從而降低馬達控制所需的處理負載。

[8] 單分流電阻電流偵測放大器：透過電流偵測分流電阻和電流偵測放大器間接估算馬達電流。

[9] AEC-Q100：由汽車電子委員會制定的汽車電子認證標準，涵蓋汽車電子元件，尤其是積體電路(IC)的可靠性和品質。

[10] ASIL（汽車安全完整性等級）：依據ISO 26262功能安全標準劃分的用於表示汽車功能安全等級的指標。ASILB代表中等安全要求等級，高於ASILA，適用於功能故障可能對人身安全或車輛造成一定程度影響的場景。

主要規格

零件編號

TB9M040FTG

馬達驅動器

三相無刷直流電機，單通道驅動（最大2A）

主要功能

馬達控制驅動器：分流電阻和電流偵測放大器

用於FOC控制/方波控制的硬體（VE、PMD、ENC[11]）

高側驅動器(HSD)：單通道（Vcc輸出）（為霍爾效應感測器積體電路等元件供電（5V（最大），40mA），支援開/關控制）

LIN實體層：單通道（僅應答器）

通訊介面

LIN、UART（與LIN共用）、SPI

主要錯誤偵測

低電壓偵測（Vcc（生成5V））

過電壓偵測（Vdd（生成1.5V））

過電流偵測（馬達電流、高側驅動器）

VCP（電荷泵電壓）偵測（過電壓/低電壓）

內建MOSFET的漏源電壓(VDS)偵測（高側/低側）

熱關斷等

絕對最大額定值

電源電壓Vbat (V)

-0.3至+40

工作範圍

電源電壓Vbat (V)

6至18

工作溫度Topr (°C)

Ta=-40至+150

Tj=-40至+175

封裝

名稱

P-VQFN36-0606-0.50-004

尺寸(mm)

典型值

6.0×6.0

可靠性

符合AEC‑Q100 0級標準

符合ASIL‑B安全等級

     

 

 

註：

[11] 編碼器輸入電路(ENC)：接收編碼器訊號以偵測馬達運行狀態（包括位置、轉速和旋轉方向）的電路。

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TB9M040FTG

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類比元件

* Arm和Cortex是Arm Limited或其子公司在美國和/或其他地區的註冊商標。
* SmartMCD™是Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation的商標。
* 其他公司名稱、產品名稱和服務名稱可能是其各自公司的商標。
* 此樣品僅用於功能評估。規格可能與量產產品存在差異。
* 本文件中的資訊（包括產品價格和規格、服務內容和聯絡方式）為公告發表之日的最新資訊，但如有更改，恕不另行通知。

關於Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation

Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation是先進半導體和儲存解決方案的領先供應商，憑藉半個多世紀的經驗和創新，為客戶和業務合作夥伴提供卓越的分立半導體、系統LSI和HDD產品。

公司在全球的17,400名員工致力於充分提高產品價值，並促進與客戶的密切合作，共同創造價值和開拓新市場。公司期待為世界各地的人們建設更美好的未來並貢獻力量。

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