東芝電子元件及存儲(chǔ)裝置株式會(huì)社（“東芝”）今日宣布，已開(kāi)始提供“TB9M040FTG”的工程樣品。TB9M040FTG是一款內(nèi)置功率MOSFET，用于3相直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電機(jī)控制器件。作為東芝“SmartMCD?”^[1]電機(jī)控制器件系列的最新成員，TB9M040FTG集成了微控制器（MCU）與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，可直接驅(qū)動(dòng)3相直流無(wú)刷電機(jī)，適用于控制車載設(shè)備中使用的小型電機(jī)。

隨著車輛可動(dòng)部件電動(dòng)化持續(xù)推進(jìn)，用于電動(dòng)閥門、暖通空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)中的風(fēng)門／擋板／翻板，以及進(jìn)氣格柵百葉（grille shutter）^[2]（圖1）等應(yīng)用的小型3相直流無(wú)刷電機(jī)需求不斷增長(zhǎng)。這也帶動(dòng)了對(duì)更少器件與更小型電子控制單元（ECU）的需求，以及對(duì)磁場(chǎng)定向控制（FOC）^[3]支持功能與無(wú)感控制能力的需求，這些功能可實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的電機(jī)控制并降低CPU負(fù)載。

圖1. 小型車載3相直流無(wú)刷電機(jī)的主要應(yīng)用位置

TB9M040FTG集成了MCU（Arm^? Cortex^? M23內(nèi)核）、閃存、可直接驅(qū)動(dòng)3相直流無(wú)刷電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、可用于電源的高邊驅(qū)動(dòng)電路、本地互連網(wǎng)絡(luò)（LIN）^[4]收發(fā)器，以及可在車載電池電壓等級(jí)下工作的電源系統(tǒng)，并全部封裝于小型VQFN36封裝（6mm×6mm（典型值））中（圖2）。該器件還集成了采用東芝專有硬件的矢量引擎（VE），可在采用FOC控制的電機(jī)應(yīng)用中降低CPU負(fù)載，并有助于縮小軟件程序體積。

圖2. 基于TB9M040FTG的電機(jī)控制系統(tǒng) 

此外，TB9M040FTG還具備反電動(dòng)勢(shì)（BEMF）^[5]檢測(cè)功能，可實(shí)現(xiàn)無(wú)感的方波控制。

這些特性結(jié)合在一起，可在實(shí)現(xiàn)高級(jí)且復(fù)雜的電機(jī)控制的同時(shí)，幫助車載設(shè)備實(shí)現(xiàn)小型化并減少元器件數(shù)量；TB9M040FTG可支持廣泛的小型車載電機(jī)應(yīng)用，并通過(guò)與ECU的LIN通信，實(shí)現(xiàn)車載系統(tǒng)內(nèi)小型電機(jī)的控制。 

東芝將持續(xù)擴(kuò)充配備車載系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所需功能的SmartMCD?系列產(chǎn)品線，并為車載系統(tǒng)的小型化與降低元器件數(shù)量做出貢獻(xiàn)。

? 應(yīng)用：

車載設(shè)備

- 小型直流無(wú)刷電機(jī)應(yīng)用，例如電動(dòng)閥門、HVAC風(fēng)門／擋板／翻板，以及進(jìn)氣格柵百葉

? 特性：

- 集成面向3相直流無(wú)刷電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，可直接驅(qū)動(dòng)3相直流無(wú)刷電機(jī)（內(nèi)置電機(jī)驅(qū)動(dòng)MOSFET）

- 32位MCU（Arm^? Cortex^? M23），工作頻率：40MHz（內(nèi)置低速與高速振蕩器）

- 內(nèi)置帶ECC的存儲(chǔ)器（SEC/DED^[6]）

代碼閃存：80KB，SRAM：4KB

- 內(nèi)置用于FOC控制的矢量引擎（VE）以及可編程電機(jī)驅(qū)動(dòng)器（PMD）^[7]

- 內(nèi)置1分流電阻電流檢測(cè)放大器^[8]，與12位A/D轉(zhuǎn)換器

- 單通道高邊驅(qū)動(dòng)電路，可為霍爾效應(yīng)傳感器IC等器件供電

- 通信接口：LIN、UART（與LIN復(fù)用）和SPI

- 符合AEC Q100^[9] 0級(jí)

- 符合ASIL B^[10]

? 主要規(guī)格：

注：

[1]SmartMCD?：東芝電子元件與存儲(chǔ)裝置株式會(huì)社開(kāi)發(fā)的車載電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)IC（MCD）系列，將電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與微控制器集成在單一器件中。

[2]進(jìn)氣格柵百葉：安裝在車輛前部格柵后方的百葉／風(fēng)門機(jī)構(gòu)，可根據(jù)行駛狀態(tài)自動(dòng)開(kāi)閉。

[3]磁場(chǎng)定向控制（FOC）：一種典型的矢量控制方法（將電機(jī)轉(zhuǎn)矩與磁通作為正交分量分別獨(dú)立控制的控制方法）。該方法使用電機(jī)旋轉(zhuǎn)參考系（dq坐標(biāo)系）分別獨(dú)立控制磁通分量（d軸）與轉(zhuǎn)矩分量（q軸）。

[4]本地互連網(wǎng)絡(luò)（LIN）：一種串行通信協(xié)議，主要用于車輛中電子控制單元（ECU）之間的通信。

[5]反電動(dòng)勢(shì)（BEMF）：電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在繞組中感應(yīng)產(chǎn)生的電壓，由轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)切割繞組而形成，其方向與外加電壓相反。

[6]內(nèi)置ECC（糾錯(cuò)碼）功能支持1位糾錯(cuò)（SEC）與2位錯(cuò)誤檢測(cè)（DED）。

[7]可編程電機(jī)驅(qū)動(dòng)器（PMD）：面向電機(jī)控制的硬件模塊，可在硬件中執(zhí)行PWM（脈寬調(diào)制）生成、電流導(dǎo)通控制以及故障檢測(cè)，從而降低電機(jī)控制所需的處理負(fù)載。

[8]1分流電阻電流檢測(cè)放大器：通過(guò)電流檢測(cè)分流電阻與電流檢測(cè)放大器間接估算電機(jī)電流。

[9]AEC Q100：由汽車電子委員會(huì)（AEC）制定的汽車電子器件認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋汽車電子部件（尤其是集成電路IC）的可靠性與質(zhì)量要求。

[10]ASIL（汽車安全完整性等級(jí)）：基于ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)，用于表示汽車功能安全等級(jí)的指標(biāo)。ASIL-B代表中等安全要求等級(jí)，高于ASIL-A，適用于功能故障可能對(duì)人身安全或車輛造成一定程度影響的情況。

[11]編碼器輸入電路（ENC）：接收編碼器信號(hào)以檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)（包括位置、轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)方向）的電路。