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TECNOLOGIA ELETTRONICA OGGI 533 - aprile 2026 52 Per sopravvivere e resistere agli ambienti automotive, è stato necessario rivedere il design e l’architettura delle centraline elettroniche (ECU). Numerosi ingegneri hanno accettato la sfida e valutato diversi approcci Klaus Neuenhüskes Senior Manager Semiconductor Marketing di Toshiba Electronics ECU semplificate per motori BLDC Con l’evoluzione dei veicoli da macchine principalmente meccaniche a ecosistemi elettronici, è aumentato il numero di motori necessari per eseguire le funzioni di bordo. Le auto di oggi si basano sui mo- tori elettrici per una vasta gamma di funzioni elettroniche della car- rozzeria, tra cui le porte scorrevoli e i sistemi automatici di apertura del portellone posteriore o del bagagliaio, oltre ad applicazioni nel vano motore come le pompe dell’acqua, le pompe dell’olio e le ven- tole di raffreddamento. Questa transizione ha visto anche la sostitu- zione dei tradizionali motori con spazzole con i motori DC brushless (Bldc), che sono preferiti per la loro lunga durata, l’efficienza e la si- lenziosità di funzionamento. Tuttavia, questo cambiamento introduce complessità nella progettazione delle centraline elettroniche (ECU), che devono essere sufficientemente robuste da resistere agli ambienti automotive gravosi ma abbastanza flessibili da adattarsi ai requisiti in evoluzione del sistema. Il fulcro di questa sfida risiede nell’architet- tura della ECU. Scelte di compromesso Storicamente, gli ingegneri hanno dovuto scegliere tra soluzioni al- tamente integrate e configurazioni a componenti discreti, e ciascuna di esse comportava compromessi distinti. Una configurazione inte- grata, in cui il controllo del motore è gestito da una logica hardwa- re dedicata, offre vantaggi in termini di dimensioni e costi totali dei componenti. Tuttavia, questo approccio spesso manca di flessibilità di progettazione. Se un motore richiedesse, ad esempio, cambiando quindi i requisiti di sistema, una corrente di pilotaggio più elevata, potrebbe essere necessario sostituire l’intera soluzione, rendendo po- tenzialmente necessaria la riprogettazione dell’intera ECU. Un altro approccio consiste nell’utilizzare un microcontrollore con pe- riferiche di potenza integrate. Questa configurazione è generalmen- te ritenuta il compromesso ottimale tra vantaggi e svantaggi. Tuttavia, la MCU ha una capacità di elaborazione finita. Se i requisiti di siste- ma si evolvono fino a superare questa capacità, le modifiche di pro- gettazione necessarie tendono a essere sostanziali. Il terzo approccio consiste nell’utilizzare una configurazione a discre- ti, in cui la MCU, il gate driver, l’alimentatore e i Mosfet sono compo- nenti distinti. In questa configurazione, se i requisiti di alimentazione aumentano, è necessario sostituire solo i Mosfet, lasciando intatta l’architettura logica e di controllo. Sebbene questa configurazione abbia svantaggi in termini di dimensioni e di costi totali dei compo- nenti, essa offre una flessibilità superiore. Toshiba fornisce una risposta a queste sfide architetturali con il TB9084FTG, un circuito integrato gate driver che colma il divario tra i dispositivi con le funzioni di base e quelli altamente complessi e cri- tici per la sicurezza. Questo componente consente ai progettisti di sistemi di garantire la flessibilità di progetto dell’approccio discreto, beneficiando al contempo della riduzione delle dimensioni offerta dall’integrazione. Specifiche del dispositivo La modularità dei progetti di sistemi automotive spesso non si ot- tiene aggiungendo funzionalità, ma ottimizzandole per adattarsi a una vasta gamma di casi d’uso. La filosofia di progettazione di Toshiba per il gate-driver TB9084FTG privilegia la versatilità, di- versamente da prodotti analoghi come il TB9081FG, che è dotato di piena funzionalità per il servosterzo elettrico (EPS) e supporta gli standard di sicurezza ASIL-D. Tuttavia, questo approccio mini- malista non si traduce in una mancanza di prestazioni. Il dispositivo è dotato di un circuito a pompa di carica per garan- tire una tensione sufficiente per l’azionamento dei Mosfet esterni a canale N, anche quando la tensione della batteria fluttua. Esso aziona i FET trifase richiesti per il motore e include un canale ag- giuntivo per controllare un Mosfet dedicato alla protezione dalla polarità inversa (RPP). Quest’ultima funzione evidenzia la flessibi-