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          全面了解面向電動車牽引逆變器的S32K39 MCU

          作者:Namrata Pandya, Allan Mcauslin, David Lopez and Nicola Concer 時間:2023-07-03 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

          目前電動汽車市場發(fā)展迅猛,對提高電動汽車性能的需求也隨之增加了。設計人員和汽車制造商需要加快產(chǎn)品上市速度,同時優(yōu)先考慮如何提高效率和終端用戶體驗。另外,還要尋找合適的解決方案,開發(fā)包括電動汽車在內(nèi)的廣泛應用,而這無疑是一個挑戰(zhàn)。恩智浦S32K39 是我們S32K系列的新成員,將提供優(yōu)勢解上述燃眉之急。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202307/448234.htm

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          為什么S32K39 適用于電氣化 

          為了保證電動汽車的高性能,需要考慮很多因素,包括電池管理、高效電機驅(qū)動、快速充電和整個電網(wǎng)的負載平衡等。恩智浦廣泛的電氣化解決方案一直在整個生態(tài)系統(tǒng)中提供高效的控制,S32K39也不例外。 

          S32K39 系列專為滿足電動汽車控制需求而創(chuàng)建。它具有多個令人印象深刻的優(yōu)勢,包括強大的性能、廣泛的集成、可靠的聯(lián)網(wǎng)功能、高級信息安全和功能安全功能。因此,它能夠精準地控制,而牽引逆變器在電動汽車的正常運行、電池的性能以及駕駛體驗方面又發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。 

          該系列MCU具有廣泛適用性,也可用于牽引逆變器控制之外的各種電動汽車應用,包括電池管理(BMS)、車載充電(OBC)和DC/DC轉(zhuǎn)換。它們的信息安全和功能安全能力超越了傳統(tǒng)的汽車MCU,而且還支持硬件隔離、時間敏感網(wǎng)絡(TSN)和高級加密等技術(shù),與區(qū)域汽車電子電氣架構(gòu)和軟件定義汽車兼容。 

          S32K39與眾不同的特性 

          S32K39 MCU是高性能S32K系列的一員。S32K39 MCU具有與眾不同的特性,可處理兩個牽引逆變器。它們搭載了4個鎖步對排列的320MHz Arm? Cortex?-M7內(nèi)核、兩個可分鎖步內(nèi)核、兩個電機控制協(xié)處理器和一個數(shù)字信號處理器(DSP)。它們能夠支持兩個200kHz的控制回路,這兩個回路與IGBT以及SiC和GaN電源開關(guān)搭配工作,以提高能效并實現(xiàn)更高的開關(guān)頻率。這有助于減少電機的尺寸、重量和成本,并擴大驅(qū)動范圍。此外,它們有高達6MB的內(nèi)置閃存和800KB的SRAM。該MCU具有經(jīng)過ISO/SAE 21434認證的網(wǎng)絡安全,開發(fā)流程符合ISO 26262功能安全流程標準。 

          S32K39內(nèi)置了硬件安全引擎(HSE),使用公鑰基礎架構(gòu)(PKI)和密鑰管理實現(xiàn)可信啟動、安全服務和安全無線(OTA)遠程升級。另外,它還有兩個電機控制協(xié)處理器和NanoEdge?高分辨率脈寬調(diào)制(PWM),可實現(xiàn)更高的性能和精準控制。對于旋轉(zhuǎn)變壓器勵磁,它們的多通道模擬配有SAR和∑-ΔA/D轉(zhuǎn)換器,以及比較器和正弦波發(fā)生器。S32K39集成了模擬功能,還支持安全軟件解析器,無需分立組件和解析器到數(shù)字轉(zhuǎn)換器等外部組件,可節(jié)省成本。 

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          S32K39框圖 

          S32K39 MCU在電動汽車中的應用 

          S32K39 MCU既支持傳統(tǒng)的絕緣柵極雙極性晶體管(IGBT),也支持新推出的碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)技術(shù)。它們可以獨立運行,能夠管理兩個驅(qū)動轉(zhuǎn)換器。此外,它們還可以通過TSN作為遠程智能執(zhí)行器來驅(qū)動3個或4個電機。如果與恩智浦S32E實時處理器結(jié)合使用,它們可以作為電動汽車推進域的控制中心,控制兩個額外的推進逆變器。這種功能支持汽車制造商通過4個電機來提高車輛性能和操控性。 

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          雙牽引逆變器控制底座演示 

          當與恩智浦FS26安全系統(tǒng)基礎芯片(SBC)和恩智浦GD3162高壓隔離柵極驅(qū)動器結(jié)合使用時,S32K39 MCU可作為ASIL D應用的雙牽引轉(zhuǎn)換器解決方案。FS26 SBC為系統(tǒng)供電并確保隔離式安全監(jiān)測,而GD3162柵極驅(qū)動器則提供可調(diào)動態(tài)柵極強度以適應不同的驅(qū)動情況和PWM死區(qū)時間強制執(zhí)行,從而減少開關(guān)損耗并提高效率。此外,還有響應迅速的錯誤保護機制。 

          系統(tǒng)供貨情況

          主要客戶現(xiàn)在可以使用工程樣片、評估板以及一系列全面的軟件支持與工具??膳cS32K39 MCU配套工作,S32K39 MCU可與恩智浦FS26 SBC及高級高壓隔離柵極驅(qū)動器GD3162結(jié)合使用,為安全的逆變器控制系統(tǒng)提供可調(diào)節(jié)動態(tài)柵極強度控制。對于牽引逆變器開發(fā),二者均支持最高級別的功能安全等級(ASIL D)。該產(chǎn)品計劃于2024年初發(fā)布并量產(chǎn)。 

          作者:

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          Nicola Concer

          Nicola Concer是恩智浦汽車RT控制器產(chǎn)品經(jīng)理,專注于電氣化和區(qū)域電子電氣架構(gòu)市場。此前7年,他擔任恩智浦以太網(wǎng)交換機產(chǎn)品經(jīng)理。Nicola擁有博洛尼亞大學的計算機科學博士學位,博洛尼亞大學與意法半導體和紐約哥倫比亞大學合作。 

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          Allan Mcauslin

          Allan McAuslin是負責恩智浦汽車視覺和自動駕駛處理器解決方案的產(chǎn)品管理。過去8年,Allan一直致力于開發(fā)ADAS的處理器解決方案,支持前置攝像頭、環(huán)繞視圖和傳感器數(shù)據(jù)融合等應用。他與合作伙伴、一級汽車制造商密切合作,探索行業(yè)發(fā)展趨勢并創(chuàng)建處理器解決方案,幫助客戶加快高度自動化汽車技術(shù)的部署。 

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          David Lopez

          David在電子和半導體企業(yè)的產(chǎn)品工程、項目管理和產(chǎn)品營銷方面擔任過多個職位。近十年來,他擔任恩智浦產(chǎn)品線經(jīng)理,負責為恩智浦開發(fā)功能安全系統(tǒng)基礎芯片。他在汽車市場上經(jīng)驗包括動力系統(tǒng)電氣化以及自動駕駛市場,重點研究電源管理和功能安全。David擁有物理工程、半導體物理和商業(yè)管理碩士學位。 

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          Namrata Pandya

          Namrata Pandya在恩智浦擔任高壓柵極驅(qū)動器產(chǎn)品營銷經(jīng)理。在過去15年里,Namrata曾在安森美半導體(ON Semiconductor)和美國微芯科技公司(Microchip Technology)工作,管理著價值超過6000萬美元的半導體產(chǎn)品組合的業(yè)務開發(fā)和產(chǎn)品線。她負責推動16個產(chǎn)品系列從概念到上市的整個過程。Namrata擁有圣何塞州立大學電氣工程碩士學位。



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