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（ grille shutter ） [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。
Ø 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
Ø 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]
Ø 主要规格 ：
器件型号
TB9M040FTG
电机驱动电路
3相直流无刷电机，1通道驱动（最高2A）
主要功能
电机控制驱动：分流电阻与电流检测放大器
用于FOC控制／方波控制的硬件（VE、PMD、ENC[11]）
高边驱动电路（HSD）：单通道（Vcc输出）（可为霍尔传感器IC等器件供电（5V（最大值）、40mA），支持ON/OFF控制）
LIN物理层：单通道（仅响应器）
通信接口
LIN，UART（与LIN复用），SPI
主要错误检测
欠压检测（Vcc（生成5V））
过压检测（Vdd（生成1.5V））
过流检测（电机电流、高边驱动电路）
VCP（电荷泵电压）检测（过压／欠压）
VDS（内置MOSFET漏源电压）检测（高边／低边）
过温关断等
绝对最大额定值
电源电压Vbat（V）
–0.3至＋40
工作范围
电源电压Vbat（V）
6至18
工作温度
Topr（°C）
Ta＝–40至＋150
Tj＝–40至＋175
封装
名称
P-VQFN36-0606-0.50-004
尺寸（mm）
典型值
6.0×6.0
可靠性
符合AECQ100 0级
符合ASIL-B
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。