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Infineon unisce tre funzioni in un chip: le EV si semplificano?
Infineon ha avviato le consegne del OPTIREG TLE9744QK, un circuito integrato di gestione dell’alimentazione destinato agli inverter di trazione ad alta tensione delle auto elettriche e ibride. Il dispositivo riunisce alimentazione, eccitazione del resolver e un motore dedicato alla sicurezza: tre funzioni che confluiscono in un solo chip, semplificando la progettazione della centralina elettronica dell’inverter.
La centralina deve alimentare microcontrollori, moduli di comunicazione e sensori, gestendo più linee di alimentazione isolate. Sostituendo diversi componenti discreti, il nuovo PMIC riduce il numero di elementi nella distinta base e, secondo Infineon, può abbattere fino al 70% lo spazio sul PCB occupato dai dispositivi sostituiti. La percentuale riguarda quindi quella porzione del circuito, non l’intera scheda dell’inverter. L’integrazione punta anche a contenere costi e complessità del sistema.
Una delle funzioni trasferite direttamente nel silicio è l’eccitazione del resolver, il sensore utilizzato per rilevare la posizione angolare del motore. Il TLE9744QK genera internamente il segnale necessario al suo funzionamento, eliminando la necessità di circuiti esterni dedicati al pilotaggio e al monitoraggio del resolver. È uno degli interventi concreti con cui il chip alleggerisce l’elettronica della centralina.
Sul fronte della compatibilità, il componente supporta un’ampia gamma di microcontrollori e gate driver, i circuiti che comandano i dispositivi di potenza. Questa flessibilità permette ai progettisti di utilizzare piattaforme MCU già esistenti senza estese riprogettazioni hardware, con l’obiettivo di accorciare i tempi di sviluppo. È prevista anche l’alimentazione di sensori esterni alla scheda, così da offrire maggiore libertà nella disposizione dei componenti del sistema.
La sicurezza poggia su un’architettura hardware indipendente. La Integrated Safety Logic, abbreviata in ISL, controlla continuamente parametri critici come le correnti di fase, la tensione del collegamento in continua, o DC-link, e lo stato di funzionamento del microcontrollore e dei gate driver. La supervisione copre così sia grandezze elettriche dell’inverter sia componenti della catena di controllo.
L’ISL costituisce un percorso di sicurezza indipendente rispetto al microcontrollore principale. In caso di malfunzionamento della MCU, la logica determina e impone uno stato sicuro. Il suo compito va quindi oltre il rilevamento dell’anomalia: interviene sul sistema attraverso un percorso hardware secondario, senza affidare la gestione del guasto esclusivamente al componente che potrebbe averlo subito.
Un ingresso di alimentazione ridondante mantiene operativa l’ISL anche quando viene meno l’alimentazione principale a bassa tensione. Questa soluzione preserva le funzioni di protezione durante un guasto all’alimentazione. Il dispositivo è stato sviluppato secondo lo standard ISO 26262 per soddisfare i requisiti di sicurezza funzionale ASIL-D, integrando nello stesso componente sia la gestione delle alimentazioni sia la continuità del controllo di sicurezza.
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