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XV POWER 23 - OTTOBRE 2020 MOTOR CONTROL driver FET o l’integrazione dei driver FET con gli switch di potenza. Considerando che le auto moderne richiedono circa 100 milioni di righe di codice1, i proget- tisti attivi nel settore automotive hanno investito sforzi significativi nella base di codice esistente, nell’ambiente di svilup- po e nella piattaforma microcontrollore. Pertanto, sarebbe opportuno esaminare attentamente i potenziali vantaggi di qual- siasi soluzione a microcontrollore integra- ta non facente già parte di un progetto esistente. In un contesto di questo tipo, è più probabile che le soluzioni innovative che comportano l’integrazione dei driver FET e degli switch di potenza siano favori- te rispetto a quelle che prevedono i driver FET integrati nei microcontrollori. Una ricca tradizione in campo automotive Dal 1974, Toshiba è in prima fila per for- nire soluzioni elettroniche affidabili che hanno permesso all’industria automotive di soddisfare le aspettative degli acqui- renti di autoveicoli. Le prime innova- zioni hanno reso possibili lo sviluppo di applicazioni all’interno dell’abitacolo come ad esempio gli azionamenti dei motori dei tergicristalli, il cruscotto, i lampeggianti e i moduli apriportiera. A quei tempi la tecnologia utilizzata era quella bipolare. Negli anni 80 è avvenuto il passaggio alla tecnologia BiCMOS, che ha formato la base per una serie di tecnologie che include- vano i regolatori a 5 V, gli azionamenti dei relè e i sistemi di frenata assistita (ABS). Abbinando i processi bipolare, CMOS e LDMOS, la tecnologia BiCD ha costituito la base delle soluzioni su silicio negli anni 2000, supportando lo sviluppo di diverse soluzioni per la sicurezza che includo- no gli airbag, il servosterzo elettrico (EPS) e le applicazio- ni montate direttamente sul blocco motore. Negli ultimi 45 anni, Toshiba ha fornito circa 2,5 miliardi di circuiti in- tegrati destinati ad applicazioni automotive. Continuan- do nel solco di questa tradizione, Toshiba ha sviluppato nuove soluzioni per le applicazioni di controllo motori a 12 V. Il dispositivo TB9111FTG è costituito da un FET di potenza high side e da un FET di potenza low-side carat- terizzati da una bassa on-resistance e dal corrispondente circuito integrato di pilotaggio del gate (Fig. 1). Il mezzo ponte funziona in un intervallo di temperature compreso tra -40 °C e 175 °C valido per i FET di potenza. Integrazione elevata per il controllo motori fino a 50 A TB9111 si presenta sotto forma di soluzione system- in-package (SiP - composta da tre chip) in un package WQFN di dimensioni pari a 9 x 9 mm. Per ottimizzare la dissipazione di calore, il package presenta una piazzola esposta (E-PAD) sul lato inferiore. Con un progetto ap- propriato, il semi-ponte è in grado di fornire ai motori correnti fino a 50 A. Un tipico circuito applicativo è ri- portato in figura 2. La circuiteria di controllo offre un’ampia gamma di fun- zioni che supportano sia il controllo dei FET sia la pro- tezione del sistema e il feedback al microcontrollore. La Fig. 2 – Circuito applicativo che include la valutazione diagnostica, il monitoraggio della corrente e il monitoraggio opzionale della temperatura dei FET per il funzionamento a semi-ponte Fig. 3 – Realizzazione del monitoraggio di corrente tramite un ingresso ADC e il pin di uscita IMONI