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POWER MOTOR CONTROL 49 - ELETTRONICA OGGI 495 - GIUGNO/LUGLIO 2021 si di controllo con protocollo CAN o LIN, convertendoli in segnali di controllo del motore. Queste uscite devo- no pilotare gli interruttori di potenza (di solito dispo- sitivi MOSFET) ai quali è collegato il motore. I MOSFET sono disposti in una configurazione a mezzo ponte. Ciò consente la rotazione del motore in entrambe le direzioni e il controllo della velocità del motore stes- so, utilizzando segnali con modulazione ad ampiezza di impulso (PWM). Purtroppo, questi pin di uscita lo- gica non forniscono un’alimentazione sufficiente per pilotare i gate di tali dispositivi di potenza. Pertanto, è necessario un gate driver che sostanzialmente innalza le uscite logiche della MCU ai livelli di alimentazione necessari per controllare i MOSFET. Il modo più semplice per partizionare tali sistemi è in base alla loro funzione: MCU, pre-driver, mezzo ponte (Fig. 1). Con gli ingegneri sotto pressione per offrire progetti più compatti e affidabili, si rendono necessari approcci alternativi e più integrati. L’integrazione della MCU e dello stadio di pre-driver costituisce un’opzio- ne. Il problema in questo caso è che il software per la MCU è spesso già disponibile, testato e approvato per la sicurezza. Pertanto, si frappone il requisito di tra- sportare e di ri-certificare il software. Quando è necessario mantenere la MCU, l’alternativa è quella di utilizzare un driver di controllo del motore (MCD) che integra il pre-driver con il mezzo ponte. In presenza di questa architettura, non occorre molta im- maginazione per espandere la piattaforma e avere così la possibilità di supportare più motori in modo flessi- bile utilizzando un MCD dedicato al di fuori della linea di prodotti dispo- nibili. Mezzo ponte con pre-driver altamente integrati I dispositivi TB9053FTG e TB9054FTG, introdotti di recente da Toshiba , si basano su un’esperienza nell’elet- tronica per il settore automotive che risale agli anni 70. Questi driver per motori DC a due canali sono costru- iti utilizzando la robusta tecnolo- gia BiCD, che combina il meglio dei processi bipolare, CMOS e DMOS. Ogni dispositivo contiene due mezzi-ponti composti da switch DMOS a canale N, i pre-driver associati e una gamma di opzioni di diagnostica e controllo. Ciò è in linea con le crescenti richieste dei conducenti di comprendere la causa precisa di eventuali problemi del veicolo e con l’esigenza degli OEM automotive di individuare rapidamente la fonte dei guasti funzionali. I dispositivi possono funzionare sia in modalità SMALL, supportando fino a due motori da 5 A, sia in modalità LARGE, utilizzando entrambi i canali in parallelo per controllare un motore fino a 10 A (Fig. 2). Il processo BiCD garantisce per i dispositivi di potenza una resi- stenza sufficientemente bassa (290 m di resistenza di percorso a TJ = 150 °C per un canale di uscita) per minimizzare la produzione di calore e la conseguente dissipazione. I con- densatori richiesti per le pompe di carica del pre-driver sono integrati, e ciò contribuisce a minimizzare il nu- mero di componenti esterni. La con- figurazione così ottenuta consente di garantire un duty cycle anche del 100%. Il controllo può essere effettua- to utilizzando le uscite PWM di una MCU. I quattro mezzi-ponte integrati sono dotati di ingressi PWM separati Fig. 1 – Anche se è facile calcolare la densità di potenza, il modo in cui potenza e volume sono definiti può spesso causare ambiguità Fig. 3 – Il dispositivo TB905xFTG è in grado di gestire fino a 5 A per canale per due motori in modalità SMALL o fino a 10 A per un singolo motore in modalità LARGE