Le contrôleur moteur intègre un microcontrôleur et un pilote de grille

Les sous-systèmes automobiles électrifiés reposent de plus en plus sur des architectures de commande moteur compactes pour piloter pompes, ventilateurs et actionneurs auxiliaires. Dans ce contexte, Toshiba Electronics Europe a lancé l’échantillonnage technique du circuit SmartMCD de la série TB9M030FG intégrant un microcontrôleur et un pilote de grille pour la commande de moteurs BLDC triphasés.

Une intégration orientée vers la consolidation des ECU
Le circuit TB9M030FG répond à la nécessité de réduire la complexité des unités de commande électronique (ECU) et l’encombrement des cartes dans les systèmes automobiles. En combinant un microcontrôleur 32 bits, un circuit de pilotage de grille, un transceiver LIN et une alimentation dans un seul boîtier, ce circuit vise à réduire le nombre de composants et simplifier la conception des systèmes électroniques.

Le composant, conforme à la norme AEC-Q100, est proposé dans un boîtier compact QFP48 de 9 mm × 9 mm, adapté aux applications automobiles contraintes en espace telles que les pompes à eau électriques, les pompes à huile, les ventilateurs de refroidissement et les soufflantes HVAC.

Architecture embarquée de traitement et de commande moteur
Au cœur du dispositif se trouve un microcontrôleur basé sur Arm^® Cortex^®-M0, intégrant 64 Ko de mémoire flash, 12 Ko de ROM et 4 Ko de RAM. Le pilote de grille intégré commande des MOSFET de puissance à canal N externes pour faire fonctionner des moteurs BLDC triphasés.

L’intégration d’une interface LIN permet la communication au sein des réseaux automobiles, tandis que l’alimentation intégrée autorise un fonctionnement direct à partir de la batterie du véhicule. Cette architecture prend en charge des nœuds de commande distribués dans un automotive data ecosystem plus large.

Commande vectoriel sans capteur pour les faibles vitesses
Le circuit intégré est conçu pour la commande vectorielle sans capteur (FOC), en particulier dans les conditions de faible vitesse où la détection de la position du rotor est généralement complexe. Une commande précise au démarrage et à basse vitesse est essentielle pour garantir un couple stable et réduire le bruit acoustique.

Toshiba intègre un coprocesseur Vector Engine afin d’accélérer les calculs FOC, permettant de raccourcir les cycles de contrôle tout en réduisant la charge du CPU et la complexité logicielle. Cela permet une exécution plus efficace des algorithmes de commande moteur dans des environnements embarqués contraints.

Une méthode alternative d’estimation de la position du rotor
Le circuit TB9M030FG prend en charge une commande vectorielle sans capteur basée sur l’anisotropie magnétique du moteur (Ld ≠ Lq) dans les moteurs synchrones à aimants permanents, y compris les configurations BLDC triphasées. Cette méthode génère un couple de réluctance en exploitant les différences de propriétés magnétiques dans le rotor.

Contrairement aux techniques d’injection haute fréquence, qui superposent des signaux pour estimer la position du rotor, cette approche évite l’injection harmonique, réduisant ainsi le bruit et permettant un fonctionnement plus silencieux du moteur. Cela améliore les performances dans les applications sensibles au bruit et nécessitant une grande précision de commande.

Publié avec l’assistance de l’IA par Aishwarya Mambet, rédactrice pour Induportals.

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