～三相ブラシレスDCモータードライバーとマイコンを統合、車載小型モーターを直接駆動可能～
川崎--(BUSINESS WIRE)-- （ビジネスワイヤ） -- 東芝デバイス＆ストレージ株式会社は、マイクロコントローラー（マイコン）とモータードライバーを統合した「SmartMCD™」[注１]シリーズの新製品として、三相ブラシレスDCモーター駆動用パワーMOSFETを内蔵した「TB9M040FTG」のエンジニアリングサンプル出荷を開始しました。
新製品は三相ブラシレスDCモーターを直接駆動でき、車載機器で使用される小型モーターの制御に適しています。
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東芝：マイコンとモータードライバーを統合した「SmartMCD™」シリーズ新製品「TB9M040FTG」
近年、自動車の可動部では電動化が進み、電動バルブ、HVAC[注2] （ダンパー、フラップ）、グリルシャッター[注3]などで使用される小型三相ブラシレスDCモーターの需要が増加しています。この分野では、部品点数削減やECU[注4]の小型化のため、マイコンやモータードライバーおよび電源システムなどを高密度に統合したデバイスが求められています。さらに、モーター制御の高度化やCPU負荷低減を目的として、FOC[注5]制御支援機能やセンサーレス制御へのニーズも高まっています。
新製品は、マイコン（Arm® Cortex® -M23コア）、Flashメモリー、三相ブラシレスDCモーターを直接駆動できるモータードライバー、電源供給用途に使用可能なハイサイドドライバー、LIN[注6]トランシーバー、さらに車両のバッテリーレベルで動作可能な電源システムを小型パッケージのVQFN36 (6×6mm (typ.)) に搭載しています。
また、当社独自のハードウェアを搭載したベクトルエンジン (VE) を内蔵しており、FOC制御モーターアプリケーションのCPU負荷の低減やソフトウェアプログラムの容量削減に寄与します。さらに、モーターの逆起電力 (BEMF[注7]) 検出機能を備えており、センサーレス矩形波制御も可能です。
新製品は、これらの機能により、車載機器の小型化や部品点数の削減を実現するとともに、高度で複雑なモーター制御を可能にし、さまざまな車載小型モーターアプリケーションに幅広く対応できます。さらにECUとのLIN通信により、車載システム内の小型モーター制御にも対応します。
当社は今後も、車載システムのモーター駆動に必要な機能を搭載したSmartMCD™シリーズのラインアップを拡充し、車載システムの小型化や部品点数の削減に貢献していきます。
| [注１] 東芝デバイス&ストレージ株式会社が開発した車載MCD (Motor Control Driver) シリーズで、マイコンとモータードライバーを統合した製品群の総称。 |
| [注2] HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning)：暖房 (Heating) ・換気 (Ventilation) ・空調 (Air Conditioning) システムの総称。 |
| [注3] 自動車のフロントグリルの内側に設けられ、走行状況に応じて自動的に開閉するシャッター機構のこと。 |
| [注4] ECU (Electronic Control Unit)：自動車に搭載される電子制御ユニットの総称。 |
| [注5] FOC (Field Oriented Control)：ベクトル制御（Vector Control：モーターのトルクと磁束（磁界）を直行する2つの成分として分離し、制御する方式）の代表的な方式で、モーターの回転座標系（dq座標系）を用いて磁束成分（d軸）とトルク成分（q軸）を独立に制御する方式。 |
| [注6] LIN (Local Interconnect Network)：主に自動車の電子制御ユニットECU間通信に用いられるシリアル通信プロトコルの1つ。 |
| [注7] BEMF (Back Electromotive Force)：逆起電力。モーターが回転することでコイル内に誘起される電圧で、回転子の磁界が巻線を切ることで発生し、入力電圧とは逆向きに作用する電圧。 |
応用機器
車載機器
・電動バルブ、HVACダンパー、フラップ、グリルシャッターなどの小型ブラシレスDCモーターアプリケーション
新製品の主な特長
・三相ブラシレスDCモーターのモータードライバーを搭載し、三相ブラシレスDCモーターを直接駆動可能（モーター駆動用MOSFET内蔵）
・32bit MCU (Arm® Cortex®-M23)、動作周波数: 40MHz（低速・高速オンチップ発振器）
・内蔵メモリー (incl. ECC SEC/DED[注8])
Code Flash：80KByte、SRAM：4KByte
・FOC制御用ベクトルエンジン (VE)、プログラマブルモータードライバー (PMD)[注9]を内蔵
・シャント抵抗・電流検出アンプ[注10]、12ビット A/Dコンバーターを内蔵
・ハイサイドドライバーを1ch搭載しており、ホールセンサーICなどの電源として供給が可能
・通信方式：LIN通信、UART (LIN通信と兼用)、SPI
・AEC-Q100[注11] Grade 0に適合
・ASIL-B[注12]に適合
| [注8] 内蔵ECC (Error Correction Code) 機能付きで、1ビット誤り訂正 (SEC) および2ビット誤り検出 (DED) に対応。 |
| [注9] モーター制御用に設計されたハードウェアモジュールで、PWM (Pulse Width Modulation) 生成、通電制御、異常検出制御などをハードウェアで行い、モーター制御の処理負荷を軽減する。 |
| [注10] モーターに流れる電流を電流検出用シャント抵抗と電流検出アンプで間接的に推定する。 |
| [注11] AEC‑Q100：Automotive Electronics Council が策定した、車載電子部品の信頼性および品質に関する認定規格。 |
| [注12] ASIL (Automotive Safety Integrity Level) : ISO 26262 という車載機能安全規格に基づく車載機能安全レベルを示す指標。ASIL‑B はその中で ASIL‑A より高い中程度の安全要求レベルで、機能故障が人命や車両に一定以上の影響を及ぼす可能性がある場合に適用される。 |
新製品の主な仕様
| 品番 | TB9M040FTG | ||
| モータードライバー | 三相ブラシレスDCモーター 1ch駆動 (最大2A) 可能 | ||
| 主なファンクション | モーター制御ドライバー：シャント抵抗・電流検出アンプ、 FOC制御/矩形波制御用ハードウェア (VE、PMD、ENC[注13])搭載 ハイサイドドライバー (HSD)：1ch (Vcc出力) (ホールセンサーICなどに電源供給 (最大 5V、40mA)、ON/OFF制御可能) LIN物理層：1ch (レスポンダー専用) | ||
| 通信方式 | LIN通信、UART (LIN通信と兼用)、SPI | ||
| 主な異常検出機能 | 低電圧検出 (Vcc (内部5V))、高電圧検出 (Vdd (内部1.5V))、 過電流検出 (モーター電流、ハイサイドドライバー)、VCP (チャージポンプ電圧) 検出 (過電圧/低電圧)、VDS (内蔵MOSFET ドレインーソース間電圧)検出 (ハイサイド/ローサイド)、過熱検知検出など | ||
| 絶対最大定格 | 電源電圧 Vbat (V) | -0.3～+40 | |
| 動作範囲 | 電源電圧 Vbat (V) | 6～18 |
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| 動作温度 Topr (°C) | Ta=-40～+150 | ||
| Tj=-40～+175 | |||
| パッケージ | 名称 | P-VQFN36-0606-0.50-004 | |
| サイズ (mm) | typ. | 6.0×6.0 | |
| 信頼性 | AEC-Q100 Grade 0適合 ASIL-B適合 | ||
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| [注13] ENC (Encoder) : エンコーダー入力回路。モーターの回転状態（位置・速度・回転方向）を検出するエンコーダーからの信号を受け取る回路。 |
新製品の詳細については下記ページをご覧ください。
TB9M040FTG
当社の車載モータードライバー製品については下記ページをご覧ください。
アナログデバイス
*Arm、Cortexは、米国および／あるいはその他の国におけるArm Limited（またはその子会社）の登録商標です。
*SmartMCD™は東芝デバイス＆ストレージ株式会社の商標です。
*その他の社名・商品名・サービス名などは、それぞれ各社が商標として使用している場合があります。
*本サンプルは機能評価用です。本サンプルは量産時と仕様が異なる場合があります。
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Source: Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation
