Mit der zunehmenden Elektrifizierung moderner Fahrzeuge wächst auch die Zahl elektrisch angetriebener Nebenaggregate. Elektrische Wasser- und Ölpumpen, Lüfter, Sitzverstellungen, Fensterheber oder Aktuatoren im Cockpit stellen hohe Anforderungen an die eingesetzten Motorsteuerungen. Neben hoher Effizienz sind kompakte Bauformen, geringe Systemkosten sowie eine zuverlässige Funktion unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen gefragt.
Mit den Bausteinen FU7512Q1, FU7564Q1, FU7565Q1 und FU7574Q1 bietet Fortior eine Familie von Mikrocontrollern, die speziell für Motorsteuerungsaufgaben entwickelt wurden. Alle Bausteine erfüllen die Anforderungen der AEC-Q100 Grade 1 und sind für den Einsatz im Temperaturbereich von −40 °C bis +125 °C ausgelegt. Gemeinsam decken sie ein breites Spektrum von Anwendungen ab – von einzelnen Niedervolt-Motoren bis hin zu komplexen Zwei-Motor-Systemen oder leistungsstarken Wärmepumpenkompressoren..
Die gesamte FU75xxQ1-Serie von Fortior – bestehend aus vier Chip-Modellen – hat die AEC-Q100-Zertifizierung (Grade 1) für den Automotive-Einsatz erhalten. Dank ihres stabilen Betriebs über einen extrem weiten Temperaturbereich eignen sich diese Chips hervorragend für anspruchsvolle und raue Automotive-Umgebungen, die durch schnelle Temperaturwechsel, starke Vibrationen und massive elektromagnetische Störungen geprägt sind, und stellen so ihre hohe Widerstandsfähigkeit in Fahrzeuganwendungen unter Beweis.
Im Gegensatz zu universellen Mikrocontrollern wurden die FU75xxQ1-Bausteine von Grund auf für die Regelung elektrischer Antriebe entwickelt. Viele Funktionen, die bei herkömmlichen MCUs aufwendig in Software implementiert oder durch zusätzliche Bausteine realisiert werden müssen, sind bereits in Hardware integriert.
Je nach Variante stehen unter anderem integrierte Gate-Treiber, programmierbare Operationsverstärker, Spannungsversorgung, Kommunikationsschnittstellen sowie umfangreiche Schutzfunktionen zur Verfügung. Dadurch lassen sich Materialkosten reduzieren und gleichzeitig Entwicklung und EMV-Optimierung vereinfachen.
Die Familie unterstützt sensorlose und sensorbasierte BLDC- und PMSM-Antriebe ebenso wie Asynchron- und Servomotoren. Dadurch kann eine gemeinsame Plattform für unterschiedliche Fahrzeuganwendungen genutzt werden.
Herzstück der FU75xxQ1-Serie ist die von Fortior entwickelte Motorregelungsarchitektur. Sie kombiniert hardwareunterstützte FOC-Regelung mit modernen Verfahren wie Hochfrequenzinjektion für sensorloses Anfahren, verschiedenen Flussbeobachtern sowie intelligenter SVPWM-Umschaltung.
Dadurch werden unter anderem folgende Vorteile erreicht:
Gerade bei elektrischen Nebenaggregaten im Fahrzeug trägt dies zu einem leiseren Betrieb und geringerem Energieverbrauch bei.
Für Automotive-Anwendungen ist neben der Regelgüte vor allem die Betriebssicherheit entscheidend. Deshalb verfügt die FU75xxQ1-Serie über zahlreiche hardwarebasierte Schutzmechanismen.
Dazu gehören unter anderem:
Da diese Funktionen vollständig in Hardware realisiert sind, reagieren sie innerhalb weniger Mikrosekunden und arbeiten unabhängig von der Software. Im Fehlerfall können die Leistungsausgänge unmittelbar abgeschaltet werden
Anstatt zahlreiche Varianten mit kleinen Unterschieden anzubieten, hat Fortior die FU75xxQ1-Familie auf vier klar definierte Einsatzbereiche ausgelegt.
Der FU7512Q1 richtet sich an Anwendungen mit externen Gate-Treibern und besonders hohen Anforderungen an Rechenleistung und Analogperipherie. Zwei unabhängige PWM-Einheiten ermöglichen die Ansteuerung von zwei Drehstrommotoren. BiSS-Schnittstellen, umfangreiche Analogfunktionen sowie Hardwareunterstützung für Interleaved-PFC prädestinieren den Baustein für Wärmepumpenkompressoren, Servoantriebe und andere leistungsstarke Automotive-Anwendungen.
Der FU7564Q1 integriert Gate-Treiber, Spannungsversorgung und Kommunikationsschnittstellen auf einem Chip. Dadurch reduziert sich die externe Beschaltung deutlich. Typische Einsatzgebiete sind Wasser- und Ölpumpen, Lüfter, Scheibenwischer, Fensterheber oder aktive Kühlerjalousien.
Der FU7565Q1 wurde speziell für moderne 48-V-Bordnetze entwickelt. Durch den integrierten Buck-Wandler und die hohe EMV-Festigkeit eignet sich der Baustein besonders für kompakte Baugruppen in Mild-Hybrid-Fahrzeugen, beispielsweise Wasserpumpen, Lüfter oder weitere elektrische Nebenaggregate.
Mit zwei integrierten Gate-Treibern ermöglicht der FU7574Q1 die unabhängige Ansteuerung von zwei Drehstrommotoren. Dies reduziert den Hardwareaufwand deutlich und eignet sich insbesondere für Systeme mit zwei Lüftern, zwei Pumpen oder synchron arbeitenden Komfortfunktionen im Fahrzeug. Die beiden Kanäle werden unabhängig überwacht, sodass ein Fehler in einem Antrieb den zweiten nicht beeinträchtigt.
Mit der FU75xxQ1-Serie bietet Fortior eine leistungsfähige Plattform für die Motorsteuerung im Automotive-Bereich. Die Kombination aus speziell für Antriebe entwickelter Hardware, integrierten Gate-Treibern, umfangreichen Schutzfunktionen und modernen FOC-Regelalgorithmen ermöglicht kompakte, kosteneffiziente und robuste Lösungen für unterschiedlichste Fahrzeuganwendungen – von einzelnen Niedervolt-Antrieben bis hin zu komplexen Zwei-Motor-Systemen und Wärmepumpenkompressoren.
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Wenn Sie mehr über die Automotive Familie FU75xxQ1 von Fortior wissen möchten, kontaktieren Sie bitte:
Guido Gandolfo
Product Line Manager
Motion Control
+49 5424 2340-57
ggandolfo@mev-elektronik.com
