东芝车载3相无刷电机栅极驱动IC
2025-03-13 17:47
东芝——切合最新职能安全尺度的栅极驱动IC
合用于电动助力转向系统(EPS)、电动造动系统等3相直流无刷电机利用。。。。。。。
产品亮点
·内置3通路安全继电器驱动IC
·选取幼型VQFN48封装,,,,,,,,贴装面积削减约莫66%[1](经验证可在贴装温度循环测试中接受3,000次循环)
·内置用于表部MOSFET的自诊断电路
汽车设备的开发必须切合ISO 26262路路车辆职能安全尺度[2]。。。。。。。当然,,,,,,,,汽车设备当选取的半导体器件和其他电子元件也不例表,,,,,,,,必须切合这个尺度.。。。。。。。
东芝电子元件及存储装置株式会社(“东芝”)推出切合ISO26262尺度,,,,,,,,支持ASIL-D安全等极[4]的车载3相直流无刷电机栅极驱动IC[3]-“TB9083FTG” [4]。。。。。。。该器件驱动表部 MOSFET 以旋转3相直流无刷电机(图1),,,,,,,,并且可驱动所有3相的高低MOSFET,,,,,,,,即六个MOSFET。。。。。。。器件合用的利用示例蕴含电动助力转向系统(简称EPS)、电动造动和线控换档系统。。。。。。。

图1:内部方框图和利用电路示例
东芝此前于2017年8月颁布了切合ISO 26262尺度的栅极驱动IC ——“TB9081FG”。。。。。。。TB9083FTG是在“TB9081FG”基础上改进的升级产品。。。。。。。
重要改进是通过冗余、ABIST(仿照内置自检)和LBIST(逻辑内置自检)电路实现职能的不变性。。。。。。。这些对于通过ISO 26262尺度是必不成少的。。。。。。。在职能冗余方面,,,,,,,,与TB9081FG一样,,,,,,,,TB9083FTG内置两个带隙参考电压电路,,,,,,,,并新增两个内置时钟振荡电路(OSC)。。。。。。。主张是尽量削减有关故障的产生。。。。。。。另一方面,,,,,,,,ABIST和LBIST掌管查抄内部诊断职能是否正常工作。。。。。。。查抄了局可通过SPI通讯读出。。。。。。。
内置3通路安全继电器驱动IC
TB9083FTG有三大改进。。。。。。。首先,,,,,,,,与TB9081的五个通路相比,,,,,,,,仅蕴含三个用于安全继电器的通路。。。。。。。安全继电器能够在出现电机或表部MOSFET等异常点时实现电气堵截。。。。。。。凭据客户反馈,,,,,,,,三个通路足以满足系统需要。。。。。。。对于EPS,,,,,,,,两个通路别离用于电源继电器和反极性保�;;;;;;;ぜ痰缙�,,,,,,,,另一个通路用于电机继电器,,,,,,,,堵截电机的节造电路。。。。。。。(图2)
TB9083FTG利益(1)
内置冗余/非冗余3通路继电器驱动IC

图2:使用安全继电器示例
选取幼型封装减幼贴装面积(达66%[1])
第二个特点是选取VQFN 48pin封装(7.0mm×7.0mm)减幼PCB贴装面积(表1)。。。。。。。由于TB9081FG选取64-LQFP封装,,,,,,,,贴装面积为12.0mm×12.0mm(蕴含表部引线),,,,,,,,因而,,,,,,,,相比之下贴装面积削减了约莫一半。。。。。。。选择幼型封装与ISO 26262亲昵有关,,,,,,,,由于ISO 26262可能必要选取冗余器件保险职能的不变性,,,,,,,,以确保达到更高安全级别。。。。。。。利用这种冗余配置,,,,,,,,即便一个TB9083FTG产生故障,,,,,,,,另一个TB9083FTG依然能够驱动电机。。。。。。。然而,,,,,,,,若是使用两个器件,,,,,,,,PCB贴装面积会增长一倍。。。。。。。因而TB9083FTG选取幼型封装来预防增长贴装面积。。。。。。。
TB9083FTG利益(2)

表1:三款器件对比
此表,,,,,,,,为了进一步削减所需的PCB贴装面积,,,,,,,,TB9083FTG还选取内置电阻,,,,,,,,用来调整电机电流采样放大器的增益和参考电压。。。。。。。TB9081FG则必要在表部配置这些电阻器。。。。。。。增益可通过串行接口SPI设置。。。。。。。
内置表部MOSFET自诊断电路
第三个特点是内置定序器和验证电路,,,,,,,,用于检测表部MOSFET开路和短路故障。。。。。。。TB9083监测3相中每相上臂和下臂的中点(图3)。。。。。。。微节造器通过SPI读出诊断了局。。。。。。。对于这种诊断,,,,,,,,TB9081FG必要使用微节造器的内置AD转换器(ADC)和表部偏置电阻监测电机端子电压。。。。。。。除了不必要使用微节造器(MCU)中的A-D转换器进行这种诊断,,,,,,,,另一个利益是削减软件代码数量,,,,,,,,并且解除了诊断所需的表部电阻。。。。。。。
TB9083FTG利益(3)
用于表部MOSFET的自诊断电路


图3:传统系统与TB9083FTG解决规划对比
经验证可接受3,000次温度循环测试
QFN封装选取可焊锡侧翼结构[5],,,,,,,,便于使用自动光学检测(AOI)系统能够对焊点进行目检,,,,,,,,并有助于提高焊点的靠得住性。。。。。。。此表,,,,,,,,东芝已验证封装可在贴装温度循环测试中能接受3,000次循环。。。。。。。
通过3,000次循环测试
|
类别 |
项目 |
测试前提 |
|
测试温度 |
-40℃~125℃ |
|
|
不合格尺度 |
初始阻值漂移10% |
|
|
IC |
封装 |
VQFN48-0707-0.50 (可焊锡侧翼) |
|
镀层 |
Sn |
|
|
PCB |
尺寸 |
35mm×35mm×1.6mmt |
|
层数 |
6层 |
|
|
资料 |
FR-4 |
|
|
表表处置 |
OSP(有机可焊性防腐剂) |
|
|
焊接 |
焊料 |
SAC305 |
|
屏蔽层厚度 |
130um |
|
|
回流焊加工过程中峰值温度 |
230℃至250℃ |
|
|
QFN的E-pad与PCB之间焊接 |
执行 |
|
表2:贴装温度循环测试了局和测试前提
东芝将持续强化切合ISO 26262尺度第二版的要求的栅极驱动IC产品线,,,,,,,,以支持车载3相直流无刷电机利用。。。。。。。东芝将向市场持续推出拥有优化职能和机能的IC产品,,,,,,,,满足客户需要,,,,,,,,为提升车载设备的电气化和安全性做出贡献。。。。。。。
注:
[1]与东芝现有产品TB9081FG (12.0mm×12.0mm(典型值))对比
[2]旨在最大限度降低系统故障造成风险的职能安全尺度。。。。。。。沉要的是,,,,,,,,确保为第三方提供关于系统安全性的合理诠释。。。。。。。ISO 26262是面向车载利用的职能安全尺度,,,,,,,,划定了确保实现所需职能安全的开发流程。。。。。。。
[3]用于驱动MOSFET的驱动IC
[4]ASIL:Automotive Safety Integrity Level,,,,,,,,D:等级D(A至D级,,,,,,,,D为第一流)
[5]封装的表引线状态
以上内容引用自东芝官网,,,,,,,,网址:车载3相无刷电机栅极驱动IC:TB9083FTG | 东芝半导体&存储产品中国官网
东芝Mosfet在车载利用领域重要推广型号如下:




以上资料引述自东芝推广PPT资料:TSBMC24-C315,,,,,,,,Sep. 2024 Rev1.0