Toshiba bringt geräuscharme Sinuswellen-Antriebsregler für Motoren auf den Markt

Der Trend zur Elektrifizierung von Karosseriesystemen in der Automobilindustrie erfordert Motorsteuerungslösungen, bei denen Geräuschreduzierung und Energieeffizienz im Vordergrund stehen. Toshiba hat zwei neue Sinuswellen-Antriebssteuerungen für bürstenlose Dreiphasen-Gleichstrommotoren (BLDC) auf den Markt gebracht. Diese bieten eine standardisierte Plattform für den Ersatz herkömmlicher Bürstenmotor-Architekturen in Anwendungen wie Pumpen, Lüftern und Thermomanagementsystemen.

Fortschrittlicher Sinuswellen-Antrieb und Vibrationsunterdrückung
Die neu entwickelten Controller nutzen einen hochauflösenden Sinuswellen-Antriebsmechanismus, um eine gleichmäßige Stromzufuhr zu den Motorwicklungen zu gewährleisten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Rechteckwellen-Ansteuerungen, die Drehmomentrippel und akustische Geräusche verursachen können, minimiert dieser Sinuswellen-Ansatz Vibrationen sowohl beim Anlauf als auch im Dauerbetrieb. Diese technische Verfeinerung ist entscheidend für Anwendungen im Fahrzeuginnenraum, bei denen mechanische Geräusche auf ein Minimum reduziert werden müssen.

Um eine optimale Leistung bei unterschiedlicher Motorhardware zu gewährleisten, verfügen die Bausteine über einen integrierten nichtflüchtigen Speicher (NVM). Ingenieure können spezifische Geschwindigkeitseinstellungen und Steuerparameter – wie etwa die Einstellung des Vorlaufwinkels – über eine serielle Peripherieschnittstelle (SPI) direkt in den IC programmieren. Diese Programmierbarkeit ermöglicht es, den Controller auf die spezifische Induktivität und die Gegen-EMK-Eigenschaften des Motors abzustimmen, wodurch ein hocheffizienter Betrieb innerhalb einer variablen digitalen Lieferkette von Hardwarekomponenten aufrechterhalten wird.

Integrierter Schutz und Systemstabilität
Die Controller sind für raue Umgebungen ausgelegt und arbeiten in einem Versorgungsspannungsbereich von 6 V bis 23 V sowie in einem Umgebungstemperaturbereich von -40 °C bis +115 °C. Um die Gesamtkosten der Stückliste (BOM) zu senken und das Leiterplattenlayout zu vereinfachen, integrieren die ICs einen 5-V-Regler. Diese interne Schiene bietet eine stabile Stromquelle für externe Logikschaltungen oder Hall-Sensoren, wodurch ein zusätzlicher Spannungsregler überflüssig wird.

Die Systemzuverlässigkeit wird durch eine Reihe hardwarebasierter Diagnosefunktionen gewährleistet. Die Geräte umfassen:

Anwendung im automobilen Datenökosystem
Durch die Nutzung der SPI für die Konfiguration und Überwachung lassen sich diese Controller nahtlos in moderne Fahrzeugarchitekturen integrieren, bei denen die dezentrale Motorsteuerung von einem zentralen elektronischen Steuergerät (ECU) verwaltet wird. Diese Konnektivität unterstützt das breitere automobile Datenökosystem, indem sie digitales Feedback über den Motorstatus liefert und Echtzeitanpassungen der Betriebsparameter ermöglicht.

Die hohe Integration und der programmierbare Speicher machen diese Bausteine für ein breites Spektrum an industriellen und automobilen Aktoren geeignet. Durch die Standardisierung auf eine einzige Controller-Architektur, die digital für verschiedene Motortypen optimiert werden kann, können Hersteller ihre Beschaffungsprozesse rationalisieren und die Komplexität der digitalen Lieferkette reduzieren.

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