芯闻速递丨东芝开始提供面向电机驱动、内置MOSFET的新款SmartMCD™系列IC样品

东芝电子元件及存储装置株式会社（“东芝”）今日宣布，已开始提供“TB9M040FTG”的工程样品。TB9M040FTG是一款内置功率MOSFET，用于3相直流无刷电机驱动的电机控制器件。作为东芝“SmartMCD™”[1]电机控制器件系列的最新成员，TB9M040FTG集成了微控制器（MCU）与电机驱动电路，可直接驱动3相直流无刷电机，适用于控制车载设备中使用的小型电机。

随着车辆可动部件电动化持续推进，用于电动阀门、暖通空调（HVAC）系统中的风门／挡板／翻板，以及进气格栅百叶[2]（图1）等应用的小型3相直流无刷电机需求不断增长。这也带动了对更少器件与更小型电子控制单元（ECU）的需求，以及对磁场定向控制（FOC）[3]支持功能与无感控制能力的需求，这些功能可实现更高级的电机控制并降低CPU负载。

TB9M040FTG集成了MCU（Arm® Cortex® M23内核）、闪存、可直接驱动3相直流无刷电机的电机驱动电路、可用于电源的高边驱动电路、本地互连网络（LIN）[4]收发器，以及可在车载电池电压等级下工作的电源系统，并全部封装于小型VQFN36封装（6mm×6mm（典型值））中（图2）。该器件还集成了采用东芝专有硬件的矢量引擎（VE），可在采用FOC控制的电机应用中降低CPU负载，并有助于缩小软件程序体积。

此外，TB9M040FTG还具备反电动势（BEMF）[5]检测功能，可实现无感的方波控制。

这些特性结合在一起，可在实现高级且复杂的电机控制的同时，帮助车载设备实现小型化并减少元器件数量；TB9M040FTG可支持广泛的小型车载电机应用，并通过与ECU的LIN通信，实现车载系统内小型电机的控制。

东芝将持续扩充配备车载系统电机驱动所需功能的SmartMCD™系列产品线，并为车载系统的小型化与降低元器件数量做出贡献。

图1. 小型车载3相直流无刷电机的主要应用位置

图2. 基于TB9M040FTG的电机控制系统

应用

车载设备

· 小型直流无刷电机应用，例如电动阀门、HVAC风门／挡板／翻板，以及进气格栅百叶

特性

· 集成面向3相直流无刷电机的电机驱动电路，可直接驱动3相直流无刷电机（内置电机驱动MOSFET）

· 32位MCU（Arm® Cortex® M23），工作频率：40MHz（内置低速与高速振荡器）

· 内置带ECC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）以及可编程电机驱动器（PMD）[7]

· 内置1分流电阻电流检测放大器[8]，与12位A/D转换器

· 单通道高边驱动电路，可为霍尔效应传感器IC等器件供电

· 通信接口：LIN、UART（与LIN复用）和SPI

· 符合AEC Q100[9] 0级

· 符合ASIL B[10]

主要规格

注：

[1] SmartMCD™：东芝电子元件与存储装置株式会社开发的车载电机控制驱动IC（MCD）系列，将电机驱动电路与微控制器集成在单一器件中。

[2] 进气格栅百叶：安装在车辆前部格栅后方的百叶／风门机构，可根据行驶状态自动开闭。

[3] 磁场定向控制（FOC）：一种典型的矢量控制方法（将电机转矩与磁通作为正交分量分别独立控制的控制方法）。该方法使用电机旋转参考系（dq坐标系）分别独立控制磁通分量（d轴）与转矩分量（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）：电机转动时在绕组中感应产生的电压，由转子磁场切割绕组而形成，其方向与外加电压相反。

[6] 内置ECC（纠错码）功能支持1位纠错（SEC）与2位错误检测（DED）。

[7] 可编程电机驱动器（PMD）：面向电机控制的硬件模块，可在硬件中执行PWM（脉宽调制）生成、电流导通控制以及故障检测，从而降低电机控制所需的处理负载。

[8] 1分流电阻电流检测放大器：通过电流检测分流电阻与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（AEC）制定的汽车电子器件认证标准，涵盖汽车电子部件（尤其是集成电路IC）的可靠性与质量要求。

[10] ASIL（汽车安全完整性等级）：基于ISO 26262功能安全标准，用于表示汽车功能安全等级的指标。ASIL-B代表中等安全要求等级，高于ASIL-A，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情况。

[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、转速与旋转方向）的电路。