Toshiba hat einen Motorcontroller auf den Markt gebracht, der einer effizienteren Steuerung dreiphasiger bürstenloser Gleichstrommotoren (BLDC) und Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) dient. Der TB9M003FG ist der erste Ableger der Smart Motor Control Driver (SmartMCD) und findet typischerweise in elektrischen Pumpen, Lüftern, Body Control und Wärmemanagementsystemen im Automobilbereich seinen Einsatz.
Der Controller nutzt Toshibas Mixed-Signal-Prozesstechnologie und kombiniert eine Arm-Cortex-M0-CPU mit einem Vektor-Engine-Co-Prozessor und Gate-Treibern zur Ansteuerung externer B6-N-Kanal-MOSFETs. Dieser hohe Integrationsgrad des Bauelements, das sich in einem thermisch optimierten HTQFP48-Gehäuse mit den Abmessungen 9 mm × 9 mm befindet, ermöglicht kleinere, einfachere und kostengünstigere BLDC-Motorsysteme im Leistungsbereich von 30 bis 1.000 W.
Angeschlossen wird der TB9M003FG direkt an die Batterie und den LIN-Bus (Local Interconnect Network). Für einen stromsparenden Betrieb verfügt der Controller über verschiedene Sleep-/Standby-Modi. Er kann durch eine „Wake-up“-LIN-Nachricht aktiviert werden.
Leichter und günstiger durch integrierten Co-Prozessor
Aufgrund des implementierten Vektor-Engine-Co-Prozessors erlaubt der Motorcontroller eine präzise feldorientierte Regelung. Diese sorgt für eine effizientere Motorsteuerung, insbesondere bei Anwendungen, die eine genaue Steuerung von Positionierung, Drehmoment oder Drehzahl erfordern.
Der Co-Prozessor beschleunigt die notwendigen Rechenoperationen und entlastet damit die CPU. Die daraus resultierende Gesamtperformance, unterstützt durch hohe PWM-Frequenzen, trägt zu einem leisen Betrieb durch reduzierte Vibrationen und Geräusche bei. Merkmale wie die sensorlose 1-Shunt-Messung, eine geringere Komponentenzahl und ein durch den vorhandenen Co-Prozessor kleinerer erforderlicher Programmcode tragen zu niedrigeren Gesamtsystemkosten bei.
Der Betriebstemperaturbereich (Ta) des nach AEC-Q100 (Grade 0) qualifizierten Bauelements beträgt -40 bis 150 °C. Der Controller verfügt zudem über Detektions- und Schutzschaltungen wie Strombegrenzer, Überstrom, Unterspannung, VBAT-Überspannung, Übertemperaturerkennung/Abschaltung sowie eine Fehlererkennung für offene/kurzgeschlossene externe Leistungs-MOSFETs.
Einfache Prototypenerstellung mittels PC-Tool
Parameterkonfiguration, Antriebssteuerung, Echtzeitprotokollierung und Diagnose erfolgt mit dem PC-Tool SmartMCD Motor Studio über einen UART. Zusammen mit dem SmartMCD-TB9M003FG-Board von Mikroe ermöglicht das eine schnelle und einfache Systemevaluierung und Prototypenerstellung. Mit den vorhandenen Softwarebibliotheken sollen sich leistungsfähige BLDC-Motorsysteme erstellen und Projekte termingerecht umsetzen lassen.
Die Serienfertigung des TB9M003FG hat am 2. April 2024 begonnen.
