—集成三相无刷直流电机驱动器和微控制器，可直接驱动小型汽车电机—
日本川崎--(美国商业资讯)-- Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation (“Toshiba”)已开始出货“TB9M040FTG”的工程样品，该电机控制器件内置用于驱动三相无刷直流电机的功率MOSFET。作为Toshiba的“SmartMCD™”[1]系列电机控制器件的最新成员，TB9M040FTG集成了微控制器(MCU)和电机驱动器，可直接驱动三相无刷直流电机，适用于控制汽车设备中使用的小型电机。
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车辆运动部件的电气化进程不断推进，对小型三相无刷直流电机的需求也不断增长，这些电机可用于供暖、通风和空调(HVAC)系统中的电动阀门、阻尼器和导风板以及格栅百叶窗[2]等应用。这也带动了对更少组件、更小尺寸电子控制单元(ECU)器件的需求，以及对磁场定向控制(FOC)[3]支持功能和无传感器控制的需求，这些功能可确保更先进的电机控制并降低CPU负载。
TB9M040FTG集成了一个MCU（Arm® Cortex® M23内核）、闪存、可直接驱动三相无刷直流电机的电机驱动器、可用于电源的高侧驱动器、本地互连网络(LIN)[4]收发器以及可在汽车电池级别工作的电源系统，所有组件均封装在一个典型尺寸为6×6mm的小型VQFN36封装中。此外，它还搭载集成Toshiba专有硬件的矢量引擎(VE)，有助于降低FOC控制电机应用中的CPU负载，并有助于实现更精简的软件程序。
它还具有反电动势(BEMF[5])检测功能，可实现无传感器方波控制。
这些特性结合起来，可以缩小汽车设备的尺寸并减少组件数量，同时实现先进而复杂的电机控制；TB9M040FTG可以支持各种小型汽车电机应用，并且通过与ECU进行LIN通信，可以实现对汽车系统中小型电机的控制。
Toshiba将持续扩充SmartMCD™系列的产品阵容，配备汽车系统电机驱动所需的功能，为汽车系统的小型化和减少组件数量做出贡献。
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注： |
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[1] SmartMCD™：Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation开发的汽车电机控制驱动器(MCD)系列，将电机驱动器和微控制器集成在单一器件中。 |
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[2] 格栅百叶窗：安装在车辆前格栅后方的百叶窗机构，可根据驾驶情况自动打开和关闭。 |
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[3] 磁场定向控制(FOC)：一种典型的矢量控制方法（将电机转矩和磁通作为正交分量独立控制的控制方法），利用电机的旋转参考系（dq坐标系）独立控制磁通分量（d轴）和转矩分量（q轴）。 |
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[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。 |
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[5] 反电动势(BEMF)：电机旋转时，转子磁场切割绕组时在电机绕组中感应出的电压，其方向与外加供电电压相反。 |
应用场景
汽车设备
- 电动阀、HVAC阻尼器、导风板、格栅百叶窗等小型无刷直流电机应用
产品特点
- 集成三相无刷直流电机驱动器，可直接驱动三相无刷直流电机（内置电机驱动MOSFET）
- 32位MCU (Arm® Cortex®-M23)，工作频率：40MHz（内置低速和高速振荡器）
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内置带ECC功能的存储器(SEC/DED[6])
代码闪存：80KB，SRAM：4KB - 内置用于FOC控制的矢量引擎(VE)和可编程电机驱动器(PMD)[7]
- 内置单分流电阻电流检测放大器[8]和12位A/D转换器
- 单通道高侧驱动器，能够为霍尔效应传感器集成电路等器件供电
- 通信接口：LIN、UART（与LIN共用）和SPI
- 符合AEC Q100[9] 0级标准
- 符合ASIL B[10]安全等级
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注： |
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[6] 内置ECC（错误校正码）功能支持1位错误校正(SEC)和2位错误检测(DED)。 |
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[7] 可编程电机驱动器(PMD)：一种设计用于电机控制的硬件模块，可在硬件中执行脉冲宽度调制(PWM)生成、电流传导控制和故障检测，从而降低电机控制所需的处理负载。 |
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[8] 单分流电阻电流检测放大器：通过电流检测分流电阻和电流检测放大器间接估算电机电流。 |
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[9] AEC-Q100：由汽车电子委员会制定的汽车电子认证标准，涵盖汽车电子元件，尤其是集成电路(IC)的可靠性和质量。 |
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[10] ASIL（汽车安全完整性等级）：依据ISO 26262功能安全标准划分的用于表示汽车功能安全等级的指标。ASILB代表中等安全要求等级，高于ASILA，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场景。 |
主要规格
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部件编号 |
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电机驱动器 |
三相无刷直流电机，单通道驱动（最大2A） |
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主要功能 |
电机控制驱动器：分流电阻和电流检测放大器 用于FOC控制/方波控制的硬件（VE、PMD、ENC[11]） 高侧驱动器(HSD)：单通道（Vcc输出）（为霍尔效应传感器集成电路等器件供电（5V（最大），40mA），支持开/关控制） LIN物理层：单通道（仅应答器） |
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通信接口 |
LIN、UART（与LIN共用）、SPI |
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主要错误检测 |
欠压检测（Vcc（生成5V）） 过压检测（Vdd（生成1.5V）） 过电流检测（电机电流、高侧驱动器） VCP（电荷泵电压）检测（过压/欠压） 内置MOSFET的漏源电压(VDS)检测（高侧/低侧） 热关断等 |
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绝对最大额定值 |
电源电压Vbat (V) |
-0.3至+40 |
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工作范围 |
电源电压Vbat (V) |
6至18 |
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工作温度Topr (°C) |
Ta=-40至+150 |
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Tj=-40至+175 |
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封装 |
名称 |
P-VQFN36-0606-0.50-004 |
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尺寸(mm) |
典型值 |
6.0×6.0 |
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可靠性 |
符合AEC Q100 0级标准 符合ASIL B安全等级 |
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注： |
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[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、转速和旋转方向）的电路。 |
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Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation是先进半导体和存储解决方案的领先供应商，凭借半个多世纪的经验和创新，为客户和业务合作伙伴提供卓越的分立半导体、系统LSI和HDD产品。
公司在全球的17,400名员工致力于最大限度提高产品价值，并促进与客户的密切合作，共同创造价值和开拓新市场。公司期待为世界各地的人们建设更美好的未来并做出贡献。
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Toshiba：TB9M040FTG，智能电机控制驱动器SmartMCD系列的新产品。