Produkt-ÜbersichtHVC 4420F – Neuer vollständig integrierter embedded Motor-Controller mit erweitertem Speicher für Automobilanwendungen

Motion Sensors
Der HVC 4420F ist für den Antrieb kleiner Bürstenmotoren, Schrittmotoren oder bürstenloser Motoren konzipiert. Der HVC 4420F erfüllt die neuesten Anforderungen der Automobilindustrie an Diagnosefunktionen, die nun auch im Bereich der intelligenten Aktuatoren eingeführt worden sind. Diese Produkbeschreibung erklärt die Funktionsweise des Bauelements und bietet nützliche Informationen für unsere Kunden bezüglich der Fähigkeiten des embedded Motor-Controllers HVC 4420F von TDK.

Produktbeschreibung

Der HVC 4420F ist für den Antrieb kleiner Bürstenmotoren, Schrittmotoren oder bürstenloser Motoren konzipiert. Der HVC 4420F erfüllt die neuesten Anforderungen der Automobilindustrie an Diagnosefunktionen, die nun auch im Bereich der intelligenten Aktuatoren eingeführt worden sind.

Des Flash-Speichers auf 64 KB und SRAM auf 4 KB ist der HVC 4420F die Antwort auf die gestiegenen Funktions- und Diagnoseanforderungen der OEMs. Bezüglich der Diagnose hat jeder OEM seine eigenen Ideen und Vorgehensweisen. Diese umfassen Strategien zur Sensordatenfusion, zur Erkennung des Aktuatorstatus' und die daraus resultierenden Aktivitäten. Um die erforderliche Datenanalyse sicherzustellen, müssen Softwareroutinen implementiert werden, die die zugrundeliegenden Hardwarediagnosefunktionen aktivieren und dabei das Framework der OEMs berücksichtigen, um eine ordnungsgemäße Integration zu gewährleisten. Aufgrund des größeren Speichers und der integrierten Diagnosefunktionen bietet die HVC 4420F sowohl die Speicherkapazität als auch die Rechenleistung für die Datenverarbeitung, um diese Aktionen auszuführen – einzigartig innerhalb intelligenter Aktuatoren.

Der HVC 4420F ist Teil der Micronas High-Voltage-Controllerfamilie (HVC) für Smart Actuators. Die HVC-Familie kombiniert einen ARM® Standard-Mikrocontroller-Core mit zahlreichen Zusatzfunktionen zur Realisierung besonders kompakter und kosteneffizienter Systemdesigns für Automotive-Anwendungen und für den Einsatz in andere Branchen. Der HVC 4420F ist mit einem 32-bit CPU-Core (ARM® Cortex®-M3) und 64 kB Flash-Speicher ausgestattet und enthält unter anderem Timer/Counter, Interrupt-Controller, Mehrkanal-ADC, SPI und Enhanced PWM mit Diagnosefunktion, welche für sicherheitskritische Anwendungen erforderlich ist. Eine erweiterte LIN-UART mit LIN 2.x Transceiver sowie Spannungsregler, um den Controller direkt mit dem Automotive-Bordnetz (5.4 V – 18 V) zu verbinden, runden das All-In-One-Konzept ab. Diverse Energiespar-Modi reduzieren die Stromaufnahme. Eine Reihe integrierter digitaler und analoger Schaltungseinheiten, wie Komparatoren mit virtuellem Sternpunkt, Stromskalierung und ein programmierbarer Verstärker ermöglichen dem Anwender, die Anzahl der externen Komponenten auf ein Minimum zu reduzieren.

Abbildung 1 : HVC4420 Blockschaltbild
Figure 1 : HVC4420  Block diagram

Die hohe Rechenleistung des HVC 4420F ermöglicht die Verarbeitung komplexer Algorithmen für die Motoransteuerung, wie Space Vector Modulation (SVM) für permanenterregte Synchronmotoren (PMSM), Six-Step-Kommutierung mit Sensor-Feedback oder sensorloser Ansteuerung sowie verschiedene Schrittmotor-Konfigurationen.

Abbildung 2 : Sensor-gestützte Block/Sechsschritt-Kommutierung oder Sensor-gestützte Space-Vector-Modulation.
Die Motorströme werden von der internen MOSFET-Brücke bereitgestellt. Für Motordauerströme bis zu to 1000 mA.
Abbildung 2 : Sensor-gestützte Block/Sechsschritt-Kommutierung oder Sensor-gestützte Space-Vector-Modulation.<br>Die Motorströme werden von der internen MOSFET-Brücke bereitgestellt. Für Motordauerströme bis zu to 1000 mA.
Abbildung 3 : Stromansteuerung für einen Stepper-Motor. Die Motorströme werden von der internen MOSFET-Brücke bereitgestellt.
Für Motordauerströme bis zu 500 mA.
Abbildung 3 : Stromansteuerung für einen Stepper-Motor. Die Motorströme werden von der internen MOSFET-Brücke bereitgestellt.<br>Für Motordauerströme bis zu 500 mA.

Die HVC 4420F kann optional mit produktionsfertiger und hochflexibler, parametrisierbarer Firmware mit ausgefeilten Funktionen für Kommunikation, Überwachung und Power-Management sowie einem Konfigurations-Tool ausgestattet werden. Kunden können die Applikationssoftware effizienter und effektiver gestalten und somit die Kombination aus Motor und Ansteuerung optimal auslegen. Durch eine optimale Kombination von Motor und Ansteuerung können sie eine deutliche Verkürzung ihres Time-to-Market erreichen.

Hauptanwendungen

  • Kühlergrill
  • Intelligente Klappen und Pumpen
  • HVAC Klappen
Abbildung 4 : Automotive-Anwendungen mit dem HVC 4420F
Figure 4 : HVC 4420F Automotive Applications

Hauptmerkmale und -vorteile

  • Vollständige Integration
  • OEM Diagnose Support
  • Wiederverwendbarkeit und Flexibilität

Kenndaten

Typ HVC4420F
Gehäuse QFN40
Temperaturbereich Automotive Grade-1
Integrierter Mikrocontroller ARM® Cortex®-M3
Maximaler Laststrom Spezielle Spitzenstrombelastbarkeit bis zu 1 A
Diagnosefähigkeit Integrierter Hardware- und Software-Support