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C2000 リアルタイム・マイコン – 電気自動車(EV)

電気自動車向けに製作された C2000 マイコン

C2000 リアルタイム・マイコンは、車載アプリケーションで実績ある歴史を築いてきました。32 ビット DSP コア、高度な PWM、統合型の高速 ADC、ウィンドウ・コンパレータをベースとした TI 独自のアーキテクチャを活用すると、効率と電力密度を向上させる最先端のトポロジーを設計できます。C2000 マイコン (MCU) の利点:

  • ドライブ性能向上
  • 1 充電で長距離走行
  • 高速充電
  • 電力密度向上
電気自動車の特長

オンボード・チャージャ

電気自動車の市場投入数が増加すると、OEM (自動車メーカー) とティア 1 (一次下請け) のメーカー各社は、(電圧や周波数など) 電力グリッド・インフラがさまざまに異なる複数の地域をサポートできるオンボード充電ソリューションを提供するという課題に直面します。  メーカー各社が C2000 を採用すると、同じソフトウェア・コード・ベースを使用して、さまざまな電力仕様への対応を含め、充電系の仕様を拡張することができます。 

特長

  • 高効率と低 THD を実現する高度なトポロジーをサポート
  • モジュール型または統合型の設計に対応できるスケーラブルな製品ラインアップ

利点

  • EV (電気自動車) を広い範囲で実用化
  • 高速充電を実現
電気自動車の充電

DC/DC コンバータ

GaN や SiC など、Si デバイスに比べて優れた材料特性を示すワイド・バンドギャップ (WBG) 半導体デバイスが登場した結果、C2000 Piccolo™ TMS320F28004x ソリューション・ファミリは、DC/DC (双方向) 向けの複数の電源トポロジーへの適性がいっそう向上しています。これらのソリューションには固有の機能があり、ソフトウェア・ライブラリも付属しているので、パワー・エレクトロニクスの開発を容易に進めると同時に、フットプリントの小型化とコスト削減を実現することもできます。 

特長

  • 500kHz を上回るスイッチング周波数を実現する、150ps の高分解能 PWM
  • 12V バッテリから受け入れた電力で高電圧 DC リンク・コンデンサを充電
  • 高効率と低 THD を実現する高度なトポロジーをサポート
  • 効率を改善するための特別な手法 (つまり、ピーク電流モード制御)

利点

  • WBG を活用する電力密度の向上
  • 高価なリレーを除外してコストを削減 
  • EV (電気自動車) を広い範囲で実用化
電気自動車のエンジン

トラクション・インバータ

高性能を実現すると同時に、駆動範囲の最大化とエネルギー損失の最小化を達成するには、適切なモーターと制御手法を選定する際にいっそうの注意が必要です。  TI の C2000 リアルタイム・マイコンは、車載分野の多くのモーター制御アプリケーションに最適なマイコン (MCU) として選定されてきた実績があります。

特長

  • 20krpm (20,000rpm) を上回る回転速度を目標にしたデュアル・モーター
  • 電流制御ループは業界最高速の 2μs 未満
  • 高速電流ループ、オブザーバ (観測) アルゴリズム、モーター障害診断アルゴリズムなどの各種高度モーター・アルゴリズム
  • 高分解能 16 ビット ADC を搭載した仮想バックアップ・リゾルバ

利点

  • ドライブ性能向上
  • トルクの最大化を通じて、EV (電気自動車) を広い範囲で実用化
  • モーターの物理サイズ縮小と効率向上
  • モーター巻線で発生する異常の検出と対処
パワートレインの画像

DC 充電(バッテリ)ステーション

Piccolo TMS320F280049 シリーズは、先進的な 3 相電源トポロジ向けの設計を採用しており、充電ステーションでの採用例も多くあります。内蔵デバイスの特長により、Vienna (ウィーン) 整流器などのトポロジを低 BOM (部品表) コストで開発でき、市場投入までの期間を短縮できます。

特長

  • コンパレータ・サブシステム (CMPSS) に加え、外部デバイスを使用せずに過電流と過電圧に対処する保護機能を内蔵しています。
  • 最適化済みの中央演算装置 (CPU) 
  • オンチップの三角関数算術演算ユニット (TMU)
  • ソフトウェア周波数応答アナライザと補償のデザイナー

利点

  • ボードのコスト削減と電力密度の向上に貢献
  • 制御ループの高速実行 
  • 制御ループの実行速度が向上
  • 制御ループのチューニングが平易化
  • 350kW を上回る場合、20 分で 80% の充電が可能
充電ステーション

車載用 HVAC(エアコン)コンプレッサ・モジュール

InstaSPIN-FOC™ は、自動車内のコンプレッサや補助モーターに最適なセンサレス・モーター制御ソリューションです。  モーター・パラメータ識別機能と自動チューニング機能を搭載しており、高度なモーター制御に初めて取り組む場合でも、数分で高性能制御を実現できます。  InstaSPIN モーター制御ソリューションは、低速時 (500rpm 未満) に最大トルクを実現します。その結果、電力使用量を削減し、全体の効率を向上させることができます。また、使用するモーター設計の小型化とコンパクト化を推進できます。

特長

  • 400rpm 未満の最大トルク実現から高速域まで対応
  • InstaSPIN-FOC モーター制御ソリューション

利点

  • ダイナミック・レンジの拡大
  • 全体的な効率の向上と、使用するモーター設計の小型化やコンパクト化 

C2000 電気自動車ソリューション

TI は、C2000 リアルタイム・マイコンの幅広い製品ラインアップを提供しています。その結果、OEM (自動車メーカー) やそのサプライヤ (下請け業者) は、個別のパワー・エレクトロニクス・モジュールを設計する場合でも、オンボード・チャージャ (OBC)、双方向の高電圧 DC/DC、大電力のトラクション・インバータを組み合わせることができる統合型モジュールを設計する場合でも、スケール化を実現できます。  デベロッパーの皆様が C2000 デバイスの最新リリースを採用すると、ISO26262 機能安全規格の ASIL D 分割アーキテクチャに準拠することができます。 簡素化された機能安全設計を実施すると、安全規格に容易に準拠し、市場投入期間を短縮することができます。