Nexperia gibt die Partnerschaft mit Kyocera AVX Components im Bereich der Galliumnitrid (GaN)-Leistungsmodule bekannt.

Nexperia und Kyocera AVX Components kooperieren im Bereich der Galliumnitrid (GaN)-Leistungsmodule mit dem Ziel, gemeinsam GaN-Anwendungen für Elektrofahrzeuge (EV) zu entwickeln.

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Elektronische Bauelemente

Elektronik

Kfz-Elektronik

Nexperia und Kyocera AVX kooperieren im Bereich GaN-Leistungsmodule

Die neue Photodiode K857PH von Vishay ist AEC-Q101-qualifiziert und für die Erfassung schwacher Lichtsignale optimiert.

Die Photodiode K857PH ist AEC-Q101-qualifiziert und für die Erfassung schwacher Lichtsignale optimiert.

Sensoren / Aktoren

AEC-qualifizierte 4-Quadranten-Silizium-PIN-Photodiode

Umfangreiche Analyse-, Test- und Debugging-Funktionen für die neue Aurix-Mikrocontroller-Generation von Infineon stellt PLS Programmierbare Logik & Systeme mit der aktuellen Version ihrer Universal Debug Engine zur Verfügung.

Das Analyse-, Test- und Debug-Tool UDE von PLS unterstützt nun auch Infineons neue Aurix-Generation.

Entwicklungs-Tools

UDE von PLS unterstützt die Infineon Aurix TC4x Familie

Der duale High-Side-Gate-Treiber EiceDRIVER 2ED4820-EM mit SPI schützt zuverlässige 48-V-Batteriesysteme in Fahrzeugen.

Der intelligente Zweikanal-High-Side-Gate-Treiber 2ED4820-EM von Infineon aus der EiceDRIVER-APD-Familie hält negative Spannungen Vbat bis zu –90 V und Spannungen bis zu +105 V aus. Weiterhin verfügt das neue Bauteil über einen Strommessverstärker für High-Side- oder Low-Side-Messungen.

Elektromobilität

Mobilität

Laderegelung Elektromobilität

Stromversorgung

High-Side-Gate-Treiber schützt 48-V-Batteriesysteme

Das neue 1-Form-A (normally open) Fotorelais von Toshiba kann z.B. in Batteriemanagementsystemen (BMS) Erdungsfehler und Fehler mit mechanischen Relais erkennen.

1500 V High-Voltage-Automotive-Fotorelais

Qualcomm Technologies und Ferrari haben eine strategische Technologiekooperation bekanntgegeben, die die digitale Transformation des Sportwagenherstellers beschleunigen soll.

Ferrari arbeitet ab sofort mit Qualcomm Technologies sowohl bei der Entwicklung von Straßenfahrzeugen als auch in der Formel 1 zusammen.

Fahrerassistenzsysteme / Automatisiertes Fahren

Qualcomm und Ferrari vereinbaren technische Zusammenarbeit

Der A19360 hilft Fahrzeugherstellern, die Automatisierungsstufen 3, 4 und 5 für Pkws zu erreichen.

Hochauflösender GMR-Raddrehzahl- und Abstandssensor

Toshiba stellt mit dem TC9563XBG einen neuen Ethernet-Bridge-IC für zonale Netzwerke, Infotainment, Telematik und Gateways in Fahrzeugen vor.

TC9563XBG ist ein neuer Ethernet-Bridge-IC für zonale Netzwerke, Infotainment, Telematik oder Gateways in Fahrzeugen.

Connectivity (Bussysteme, Telekommunikation, 4G / 5G, WLAN)

Ethernet-PCIe-Bridge-IC für zukünftige Fahrzeugnetzwerke

Mobileye hat auf der CES 2022 mit EyeQ Ultra sein neues System-on-Chip vorgestellt, das insbesondere für autonomes Fahren entwickelt wurde.

Mobileye präsentiert auf der CES EyeQ Ultra – ein Single-Package AV-on-Chip, der speziell für automatisiertes Fahrzeuge entwickelt wurde.

Messe CES

hanser-automotive.de

Mobileye EyeQ Ultra Chip für automatisiertes Fahren

Infineon Technologies lanciert anlässlich der CES 2022 die neue Generation von Aurix-Mikrocontrollern.

Die nächste Generation der Aurix-Familie von Infineon legt den Grundstein für das zukünftige elektrische, intelligente und vernetzte Auto .

Neue Aurix-Mikrocontroller von Infineon für das elektrische und digitale Auto

NXP hat den Radarprozessor S32R45 in 16-nm-Technologie für die Massenproduktion freigegeben.

Die S32R45- und S32R41-Prozessoren von NXP unterstützen automatisiertes Fahren von Level 2+ bis Level 5.

NXP startet Produktion des S32R45-Prozessors für 4D-Imaging-Radar

Stephan Janouch, Director Marketing bei videantis, erklärt im Gespräch mit der HANSER automotive, warum Prozessor-IP made in Germany so erfolgreich ist.

Stephan Janouch ist Director Marketing bei videantis.

“Beim autonomen Fahren ist ein Schnellschuss mit halbgarer Technologie nicht zielführend“

Melexis stellt einen neuen induktiven Sensor-IC vor, der von sich aus immun gegen magnetische Streufelder ist.

Der MLX90510 ist ein Hochgeschwindigkeits-Resolver, der den Aufwand für Steuergeräte in Fahrzeugen (ECUs) minimiert, um höchste Genauigkeit unter extremen mechanischen und elektrischen Bedingungen zu erzielen.

Induktiver Resolver für Elektromotoren

Mit Wirkung zum 1. April 2022 wird Rutger Wijburg neuer Chief Operations Officer und Mitglied des Vorstands von Infineon Technologies.

Der Infineon-Aufsichtsrat bestellt Rutger Wijburg zum 1. April 2022 als neuen Chief Operations Officer und Vorstandsmitglied des Halbleiterherstellers.

Rutger Wijburg wird zum 1. April 2022 neuer COO und Vorstandsmitglied von Infineon

Renesas stellt zwei neue Mikrocontroller vor, die für die Ansteuerung von Aktuatoren und Sensoren im Automobilbereich zur Unterstützung der nächsten Generation von E/E-Architekturen entwickelt wurden.

Aktuatoren und Sensoren für neue Edge-Anwendungen steuern

Die Vorteile bürstenloser Gleichstrommotoren (BLDC) haben scheinbar so gut wie alle motorisierten Anwendungen durchdrungen – viele werden aber immer noch mit bürstenbehafteten DC-Motoren realisiert. Denn die zu erzielenden Effizienzverbesserungen rechtfertigen das komplexere Design und die Kosten von BLDC-Motor Implementierungen oftmals nicht.

Fahrzeugbesitzer profitieren schon lange vom Einsatz elektrischer Motoren und den damit verbundenen Vorteilen der Elektrifizierung, die für viele wahrscheinlich mit elektrischen Fensterhebern begann. Anstatt sich beim Verlassen eines Parkplatzes oder beim Drive-in mit dem Kurbelhebel herumzuschlagen, genügt ein einfacher Knopfdruck, um das Fenster zu öffnen und wieder zu schließen. Bei Fahrzeugen, die von mehreren Fahrern genutzt werden, kommt es häufig zu der Situation, dass der Sitz scheinbar immer für den anderen Fahrer konfiguriert ist. Hier sind häufig mehrere Motoren mit einer Speicher-/Memory-Funktion integriert, sodass jeder Fahrer mit einem einzigen Knopfdruck seine bevorzugte Fahrposition einnehmen kann. Und im Familien-Van können selbst die kleinsten Passagiere die Schiebetür dank Motorisierung problemlos öffnen und schließen.

Die Vorteile bürstenloser Gleichstrommotoren (BLDC) haben scheinbar so gut wie alle motorisierten Anwendungen durchdrungen – viele der hier aufgeführten werden aber immer noch mit bürstenbehafteten DC-Motoren realisiert. Dies liegt daran, dass die zu erzielenden Effizienzverbesserungen das komplexere Design und die Kosten von BLDC-Motor-Implementierungen nicht rechtfertigen. Bei einer Kraftstoffpumpe, die während der gesamten Fahrt in Betrieb ist, sind die längere Lebensdauer und die Energieeinsparungen eines BLDC-Motors offensichtlich. Aber bei motorbetriebenen Anwendungen, die eine nicht so präzise Regeldynamik erfordern oder nur einige Sekunden, vielleicht ein- oder zweimal pro Fahrt eingesetzt werden, kommen die Vorteile bürstenbehafteter DC-Motoren zum Tragen.

Geht es um das Design der Steuerelektronik für DC-Motoren, haben Entwickler die Qual der Wahl. Ein Mikrocontroller (MCU) bildet die Basis des Steuergerätes (ECU), empfängt Steuersignale typischerweise über CAN oder LIN und wandelt diese in Motorkontrollsignale um. Diese müssen dann die Leistungsschalter (meist MOSFETs) ansteuern, an die der Motor angeschlossen ist. Die MOSFETs befinden sich in einer H-Brückenkonfiguration. Dadurch kann der Motor in beide Richtungen drehen und mithilfe eines pulsbreitenmodulierten (PWM) Signals die Drehzahl des Rotors gesteuert werden. Die Logikausgänge der MCU liefern jedoch nicht genügend Strom, um die MOSFETs direkt durchzuschalten. Daher sind Gate-Treiber erforderlich, die die Logikausgänge der MCU auf Leistungspegel erhöhen, die zur Ansteuerung der MOSFETs erforderlich sind.

Der einfachste Weg solche Systeme zu partitionieren, ist nach Funktion: MCU, Pre-Driver, H-Brücke (Bild 1). Da die Entwickler unter dem Druck stehen, kompaktere und zuverlässigere Designs bereitzustellen, sind alternative, höher integrierte Ansätze erforderlich. Die Integration von MCU und Pre-Driver ist eine Möglichkeit. Der Nachteil dabei ist, dass die Wiederverwendbarkeit der MCU womöglich eingeschränkt ist, sollten sich die Pre-Driver Anforderungen in Folgeprojekten ändern. Ist die MCU Software vorhanden, getestet und sicherheitsgeprüft, stellt eine dann notwendige Portierung der Software eine erhebliche Hürde dar.

Möchte man die MCU jedoch beibehalten, besteht die Alternative darin, einen Motortreiber (MCD; Motor Control Driver) zu verwenden, der den Pre-Driver und die H-Brücke integriert. Zukünftige Projekte mit veränderten Motoranforderungen können unter Beibehaltung der MCU mithilfe eines maßgeschneiderten MCD aus dem verfügbaren Lineup realisiert werden.

Toshiba erweitert sein Angebot an integrierten 12-V-Pre-Driver/H-Brücken um die kürzlich eingeführten TB9053FTG und TB9054FTG. Diese 2-Kanal-DC-Motortreiber werden in robuster BiCD-Technologie gefertigt und kombinieren die Vorteile der Bipolar-, CMOS- und DMOS-Technik. Jeder Baustein hat zwei integrierte H-Brücken, die zugehörigen Pre-Driver sowie Diagnose- und Kontrollfunktionen. Betriebs- und etwaige Fehlerzustände können mittels der SPI Schnittstelle detailliert ausgelesen werden.

Die DC-Motortreiber lassen sich im SMALL-Modus mit bis zu zwei 5-A-Motoren oder im LARGE-Modus mit beiden Kanälen parallel geschaltet betreiben, um einen Motor mit bis zu 10 A anzusteuern (Bild 2). Der BiCD-Prozess garantiert, dass die Bauteile einen entsprechend niedrigen Schaltwiderstand aufweisen (290 mΩ pro Halbbrücke bei Tj=150 °C). Dies reduziert die Verlustleistung und die sich daraus ergebende Wärmeentwicklung. Um die Anzahl der erforderlichen externen Bauelemente zu minimieren, sind die Kondensatoren für die Ladungspumpen des Pre-Drivers bereits integriert. Das Design ist so ausgelegt, dass ein 100% PWM-Tastverhältnis gewährleistet ist.

Die Ansteuerung der Motortreiberbausteine kann über die PWM-Ausgänge einer MCU erfolgen. Die vier integrierten Halbbrücken verfügen über separate PWM-Eingänge, die zwischen 1 und 20 kHz betrieben werden können. Wobei die Totzeiteinfügung automatisch erfolgt. Weitere MCD Eingänge sind für die Konfiguration und Enable/Disable vorgesehen.

Über die serielle SPI-Schnittstelle hat man Zugriff auf eine Vielzahl von Konfigurationsmöglichkeiten und Diagnosedaten. Ferner können die Treiberbausteine über SPI kaskadiert werden, um mehrere Motorgruppen zu betreiben. Ein Überstromschwellwert, der als Chopper-Strombegrenzung implementiert ist, lässt sich im SMALL-Modus zwischen 4,6 und 6,5 A oder im LARGE-Modus zwischen 9,2 und 13 A einstellen.

Die DC-Motoren lassen sich über den Motortreiber sogar vollständig über SPI ansteuern (Bild 3). Ein integrierter eigener 16-MHz-Oszillator und ein PWM-Generator reduzieren die Anzahl der erforderlichen Signale, die die MCU liefern muss. Alternativ kann ein einzelner MCU-Taktausgang als Zeitbasis verwendet werden. Fällt dieses externe Signal wegen einem Fehlerfall aus, dient der interne Oszillator als Ersatz.

Um EMV-Anforderungen (Elektromagnetische Verträglichkeit) gerecht zu werden, bietet der TB905xFTG sieben Stufen für die Regelung der Flankensteilheit (Slew-Rate) für die MOSFET Ansteuerung (Bild 4).

Der schon angesprochene niedrige Durchlasswiderstand trägt dazu bei, die Wärmeentwicklung minimal zu halten. Die entstehende Wärme lässt sich über das thermisch optimierte Gehäuse des TB9053FTG verbessert abführen. Ein zusätzlicher integrierter Metallkern führt zu einem geringen Wärmewiderstand von nur 0,67 °C/W.

Das für den TB9054FTG verwendete Gehäuse ist ein 6 mm × 6 mm Wettable-Flank-VQFN mit 0,5 mm Pin-Abstand, wodurch sich dieser AEC-Q100 Baustein für die automatisierte optische Inspektion (AOI) eignet.

Während viele motorisierte Anwendungen mit bürstenlosen DC-Motoren ausgestattet werden, gibt es nach wie vor eine Vielzahl von Automotive-Systemen, die aufgrund ihrer Designkomplexität und Kosten weiterhin auf herkömmliche (bürstenbehaftete) DC-Motoren setzen. Motortreiber wie der TB905xFTG basieren auf fortschrittlichen Prozesstechnologien wie BiCD, um eine hochgradig konfigurierbare und effiziente Motorsteuerung zu ermöglichen. Sie erfüllen die strengen Anforderungen im Automotive-Bereich und ermöglichen Plattformansätze, bei denen bestehende MCU-Lösungen wiederverwendet werden können. Durch ihre umfassenden Diagnosefunktionen lassen sich die neuen Motortreiber in die intelligenten Automotive-Plattformen von heute integrieren. (oe)

<a href="http://toshiba.semicon-storage.com">toshiba.semicon-storage.com</a>

Toshiba Electronics  

http://www.toshiba-europe.com

Ausgabe 1 2021

Bild 1: Integrierte Pre-Driver und H-Brücken Lösungen sind für DC-Motorsteuerungen am sinnvollsten und ermöglichen die flexible Auswahl einer geeigneten MCU.

Bild 2: Der TB905xFTG kann bis zu 5 A pro Kanal für zwei Motoren im SMALL-Modus oder bis zu 10 A im LARGE-Modus für einen einzelnen Motor liefern.

Bild 3: Die SPI-Schnittstelle reduziert die Anzahl der erforderlichen MCU-Pins aufgrund des internen Oszillators und der vorhandenen PWM-Generatoren.

Bild 4: Der TB905xFTG bietet sieben Stufen zur Steuerung der Flankensteilheit (Slew-Rate), um die EMV-Anforderungen zu erfüllen.

Anwendungen bürstenbehafteter DC-Motoren.

Hauptartikel

Klaus Neuenhüskes ist Chief Engineer Solution Marketing bei Toshiba Electronics Europe.

ausgabe 02/2022

ausgabe 01/2022

ausgabe 06/2021

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