워터펌프, 오일펌프, 팬 등 자동차 시스템의 전동화가 지속됨에 따라 자동차 제조사는 더 소형이고 더 효율적이며 더 조용한 모터를 요구하고 있다. 이와 함께 차량에 설치되는 전자제어장치(ECU)[2] 수가 증가하면서 부품 수 감소와 보드 공간 최소화의 중요성이 커짐에 따라 MCU와 모터 제어 게이트 드라이버를 결합한 고집적 소자에 대한 수요도 증가하는 추세이다.
이에 따라 도시바 일렉트로닉 디바이스 앤 스토리지(Toshiba Electronic Devices & Storage)가 TB9M030FG의 엔지니어링 샘플을 출하했다. 이 소자는 모터 제어 디바이스 라인업인 ‘SmartMCD™’ 시리즈의 최신 제품으로, 마이크로컨트롤러(MCU)와 모터 드라이버를 통합하고 3상 브러시리스 DC(BLDC) 모터의 저속 작동을 위한 센서리스 제어 기술을 탑재했다.
TB9M030FG는 전동 워터펌프, 전동 오일펌프, 전동 팬, 전동 블로어 등 자동차 애플리케이션에 사용되는 3상 브러시리스 DC 모터의 센서리스 제어에 적합하다.
3상 브러시리스 DC 모터의 센서리스 제어는 저속에서의 정확한 로터 위치 감지라는 과제를 안고 있어, 고성능 센서리스 벡터 제어(FOC) 기술을 통해 제로 속도(zero speed)에서 안정적인 제어를 제공하는 기능에 대한 강력한 수요를 창출한다.
TB9M030FG는 암 코어텍스(Arm® Cortex®)‑M0 코어 기반 MCU, 플래시 메모리, 3상 브러시리스 DC 모터 작동을 위한 N채널 파워 MOSFET를 제어·구동하는 게이트 드라이버, 로컬 인터커넥트 네트워크(LIN) 트랜시버, 자동차 배터리 수준에서 작동할 수 있는 전원 시스템을 소형 9×9mm(표준치) QFP48 패키지에 통합했다. 이러한 통합은 ECU 소형화 및 구성 부품 수 감소에 기여한다.
이 신형 MCD는 또한 FOC 모터 제어 애플리케이션에서 CPU 작업 부하와 소프트웨어 프로그램 크기를 줄여주는 도시바의 독점적인 벡터 엔진 하드웨어를 탑재하고 있다. 도시바가 저속 작동용으로 개발한 센서리스 제어 기술은 돌극형 모터(salient-pole motor)[6]와 함께 사용될 때 제로 속도부터 저속까지 위치 센서리스 FOC 제어를 가능하게 한다. 이 방식은 표준 고주파 신호 주입 방식에서 고조파 주입으로 인해 발생하는 소음을 제거해 모터 작동을 더욱 조용하게 만든다.
TB9M030FG는 자동차 전자 부품 인증 표준인 AEC-Q100[8](등급 0)을 준수한다. 이 제품의 특성은 자동차 시스템의 소형화와 부품 수 감소에 기여하는 동시에 보다 진보되고 정교한 모터 제어를 가능하게 하며, 광범위한 자동차 모터 용도에 적합하다.
