自動車用電動ポンプおよびファン 12 V
電動ポンプとファンは、熱管理システム内で重要な役割を果たします
クーラントポンプ、エンジン冷却ファン、HVAC Blowerなどの小型補機の電動化は、自動車業界で熱管理の重要な推進力となっています。インフィニオンは、メカトロニクスBLDCモータードライブ向けにコストを最適化した効率的なモーター制御ソリューションを提供し、PCBサイズを縮小し、コンパクトな設計を可能にします。
電動ポンプとファンは、熱管理システムで重要な役割を果たします
自動車産業の主要な推進力の1つは、クーラントポンプ、エンジン冷却ファン、HVAC Blowerなどの小型補機の電化です。これらは、熱管理システム内で非常に重要な役割を果たします。 たとえば、クーラントポンプはバッテリーやインバーターを冷却するために必要であり、HVAC Blowerは、空気の流れが希望の温度で最小限の騒音で乗客に到達することを保証します。
電動ポンプおよびファン市場の大部分は、コストとシステムに最適化された製品を必要とする小型のメカトロニクスBLDCモーター制御ソリューションを利用しています。 一部の地域の一部のOEMは、HVAC Blowerとエンジン冷却ファンに1-phブラシ付きDCソリューションをまだ使用しています。
- 効率的な熱管理
- 統合されたコンパクトなソリューション
- さまざまなディスクリート ソリューション
- 組込モーター制御ライブラリ
- ソフトウェア開発支援
コストとスペースが最適化された、効率的で高性能なソリューション
MOTIX™組み込みパワーシステムオンチップ モータードライバ、車載用MOSFET 、およびセンサー は、メカトロニクスBLDCモータードライブソリューションの正しい選択であり、最先端の統合ソリューションです。
統合ソリューションは、他の市場の選択肢と比較してPCBサイズを縮小し、小型でコンパクトな設計に理想的なソリューションを提供します。 インフィニオンは、BLDCモーター制御用の MOTIX™ 組込みソフトウェアライブラリ に加えて、設計作業を大幅に削減するハードウェア製品を提供しています。
より多くの計算能力、AUTOSAR、および組み込みセキュリティ機能 (HSM、OTA用デュアルフラッシュバンク) を提供するBLDCモーター制御アプリケーション向けのソリューションが必要な場合は、Uチップソリューションとして、TRAVEO™ T2G CYT2B6/ CYT2B7マイクロコントローラーと MOTIX™ TLE9563-3QXまたは TLE9564QX BLDCモーターシステムICを搭載した ソリューションを提供しています。ブラシ付きDC (単方向) モーター制御の場合、当社の推奨ソリューションは、スタンドアロンMCUを補間する MOTIX™ シングルハーフブリッジ NovalithIC™ です。
スタンドアロンMCUおよび MOTIX™ モーターシステムICによる代替ソリューション
TRAVEO™ T2G CYT2B7 MCUシリーズは、自動車ボディエレクトロニクス向けに高度な性能、安全性、セキュリティ機能を提供します。強力な Arm® Cortex®-M4Fコアにより、最大1500 DMIPSのパフォーマンスが向上し、ネットワーク接続が統合されます。さらに、メモリサイズとピン数のスケーラビリティを提供し、単一のプラットフォームでMCUソリューションを可能にします。このファミリーには、セキュアな更新のためのデュアルバンクフラッシュサポート、セキュリティを強化するための組み込みHSM、および正確なモーター制御のための高度なタイマーユニットも含まれています。
MOTIX™ BLDCモーターシステムICと組み合わせることで、インフィニオンは、MOTIX™ embedded powerよりも多くの処理能力、安全性、セキュリティ機能が必要な場合に、全体的な統合レベルであまり妥協することなく、理想的な代替ソリューションを提供します。
ハーフブリッジICによるさらなるディスクリートソリューション
燃料ポンプECUは通常、燃料タンクの外側に配置され、ポンプ自体は内部に配置されます。その結果、ECUとモーター間の配線が長くなり、消費電力を最小限に抑えるために高速スイッチングが必要になります。さらに、ECUの冷却には独自の設計上の課題があります:燃料ポンプは連続的に作動し、ECUは冷却能力が制限されている後部座席の下に配置されることがよくあります。
インフィニオンの内蔵大電流 NovalithIC™ ハーフブリッジICは、燃料ポンプアプリケーションの電力拡散と冷却を最適化するのに役立ちます。「ワーストケース」のスイッチング時間はデータシートで規定されており、特にディスクリートMOSFETに対するスイッチング拡散を最小限に抑えることができます。 内蔵の NovalithIC™ ハーフブリッジは、ハイサイドとローサイドの両方の電流スイッチングに対応する単一の冷却領域のみを必要とします。さらに、NovalithIC™は、MOSFETを熱的に保護するための過熱シャットダウンとラッチ動作を備えています。また、熱フィードバックにより、NovalithIC™はスイッチング速度を向上させ、スイッチング損失を低減します。
燃料ポンプ自体は燃料タンクの中にありますが、そのECUは通常、燃料タンクの外に配置されます。この結果、高速スイッチングと電力損失の最小化が必要なECUとモータの間には長いワイヤが介在することになります。また、ECUの冷却によりそれ自体の設計課題が生じます。燃料ポンプが連続稼働する一方で、ECUは冷却能力が限られているリアシートの下などに配置されることがあります。
インフィニオンの統合高電流NovalithIC™ハーフブリッジICは、燃料ポンプアプリケーションにおける電力の拡散と冷却の最適化を助けます。最悪の場合のスイッチング時間は、データシートに記載されているので、具体的にディスクリートMOSFETに関するスイッチングの広がりを最小化することができます。統合NovalithIC™ハーフブリッジの冷却領域は、ハイサイドとローサイドの電流スイッチングの両方に対応する1か所だけです。さらに、NovalithIC™はMOSFETを熱から保護するための過熱シャットダウンおよびラッチ機能を含んでいます。 サーマルフィードバックがあるため、NovalithIC™は低スイッチング損失でスイッチング速度を改善します。
柔軟性のあるディスクリートソリューションが必要であれば、マイクロコントローラ、センサー、SBCおよびMOSFETドライバのインフィニオンのワンストップショップで最適な製品を見つけることができます。
インフィニオンのモータシステムICは、統合ブリッジドライバ、電源、およびCAN FD／LIN通信インターフェースを含む市場初のソリューションで、ボードスペースと部品点数を著しく削減しています。
インフィニオンのモータシステムICは、特許取得済みの適応型MOSFETゲートドライブのコンセプトを使っています。
このマルチステージスルーレート制御により、スルーレートをデッドタイムやOn/Off遅延とは無関係に調節することを含む、SPIを通じたEMCチューニングが可能です。外部MOSFETスイッチングの自己適応により、電力損対EMC性能のバランスをとることができます。この能力と、モータシステムICに組み込まれている事前警告やサーマルシャットダウンなどの過熱保護機能、診断および管理機能（フェイルセーフ出力、ウォッチドッグ、フェイルセーフ動作モード、短絡保護など）との組み合わせにより、電力損が、そして燃料ポンプアプリケーションで使われる温度が最適化されます。
フィールドオリエンテッド制御（FOC）とブラシレスDCモータシステムIC（TLE9563／TLE9564）中の統合電流センスアンプ（CSA）を使うことで、ホールセンサの必要性がなくなり、さらなるシステムレベルの節約が実現しています。また、モータシステムICの複数のバリエーションがハーフブリッジおよびトランシーバーを使った比類のないスケーラビリティを提供します。
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このリファレンスデザインの対象はエンジン冷却ファンアプリケーションで、最大1kWの12VブラシレスDCモータの駆動が可能です。主なデバイスとして、TLE9879QXW40（エンベデッドパワーICシステムオンチップ（SoC））およびIAUA250N04S6N007（OptiMOS™-6 40V MOSFET）を使っています。リファレンスデザインは、最小限の部品点数とPCBサイズで提供します。また、EMCおよび熱性能を最適化してあります。レイアウトおよび回路図ファイルと共に、EMC測定値、熱解析、詳細なボード説明などの包括的な裏付け資料が含まれます。
詳細はリファレンスデザインウェブページでご覧ください。
このリファレンスデザインの対象は補助冷却水ポンプアプリケーションで、最大140Wで12VブラシレスDCモータの駆動が可能です。主な特長
- TLE9879QXW40 （エンベデッドパワーIC、システムオンチップ（SoC））
- IAUC60N04S6N031H（OptiMOS™-6 40V MOSFET）
- IPZ40N04S5-3R1 （OptiMOS™-5 40V MOSFET）
リファレンスデザインは、最小限の部品点数とPCBサイズで提供します。また、EMCおよび熱性能を最適化してあります。レイアウトおよび回路図ファイル（Altium）、EMC 試験、熱解析および 詳細な関連資料などの包括的な裏付け資料が含まれます。
インフィニオンは、補助冷却水ポンプのリファレンスデザインでお客様の開発プロセスを加速し、早期の市場投入をお手伝いします。
詳細はリファレンスデザインウェブページでご覧ください。
このトレーニングでは以下のことがわかります。
- 48Vマイルドハイブリッド車（MHEV）向けのインフィニオンの幅広いMOSFET選択肢
- 40V MOSFET市場でインフィニオンが力をつけることができた理由と、最新の60V MOSFET製品の紹介
このマイクロラーニングでは補助ポンプおよびファンのアプリケーションに焦点をあてています。ポンプおよびファンのアプリケーション要件の概要がわかります。エンジン冷却ファン、燃料ポンプおよびオイルポンプにおける課題と、ンフィニオンの高度に統合化されたシステムオンチップソリューションがそれらの課題をどう解消するのかについて詳細に説明しています。
トレーニングのテーマ
- システムが頻繁な更新を必要とする理由、その方法、そして車載システムが更新時のセキュリティを確保する方法について触れています。
- AURIX™マイクロコントローラファミリーがオーバージエアーを使ったソフトウェア更新にどう対応するのかをご覧ください。
