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)包括電動汽車牽引逆變器在內的廣泛應用，而這無疑是一個挑戰(zhàn)。恩智浦S32K39 MCU是我們S32K系列的新成員，將提供優(yōu)勢解上述燃眉之急。

為什么S32K39 MCU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、高效電機驅動、快速充電和整個電網的負載平衡等。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，即將推出的S32K39也不例外。

S32K39 MCU系列專為滿足電動汽車牽引逆變器控制需求而創(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，它能夠精準地控制牽引逆變器，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、時間敏感網絡（TSN）和高級加密等技術，與區(qū)域汽車電子電氣架構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內核、兩個可分鎖步內核、兩個電機控制協(xié)處理器和一個數字信號處理器（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電源開關搭配工作，以提高能效并實現更高的開關頻率。這有助于減少電機的尺寸、重量和成本，并擴大驅動范圍。此外，它們有高達6MB的內置閃存和800KB的SRAM。該MCU具有經過ISO/SAE 21434認證的網絡安全，開發(fā)流程符合ISO 26262功能安全流程標準。

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S32K39內置了硬件安全引擎（HSE），使用公鑰基礎架構（PKI）和密鑰管理實現可信啟動、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高分辨率脈寬調制（PWM），可實現更高的性能和精準控制。對于旋轉變壓器勵磁，它們的多通道模擬配有SAR和∑-ΔA/D轉換器，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字轉換器等外部組件，可節(jié)省成本。

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S32K39框圖

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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。它們可以獨立運行，能夠管理兩個驅動轉換器。此外，它們還可以通過TSN作為遠程智能執(zhí)行器來驅動3個或4個電機。如果與恩智浦S32E實時處理器結合使用，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。

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高壓隔離柵極驅動器結合使用時，S32K39 MCU可作為ASIL D應用的雙牽引轉換器解決方案。FS26 SBC為系統(tǒng)供電并確保隔離式安全監(jiān)測，而GD3162柵極驅動器則提供可調動態(tài)柵極強度以適應不同的驅動情況和PWM死區(qū)時間強制執(zhí)行，從而減少開關損耗并提高效率。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。可與S32K39 MCU配套工作，S32K39 MCU可與恩智浦FS26 SBC及高級高壓隔離柵極驅動器GD3162結合使用，為安全的逆變器控制系統(tǒng)提供可調節(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）。該產品計劃于2024年初發(fā)布并量產。

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本文作者

Nicola Concer是恩智浦汽車RT控制器產品經理，專注于電氣化和區(qū)域電子電氣架構市場。此前7年，他擔任恩智浦以太網交換機產品經理。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是負責恩智浦汽車視覺和自動駕駛處理器解決方案的產品管理。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)繞視圖和傳感器數據融合等應用。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的部署。

本文作者

David在電子和半導體企業(yè)的產品工程、項目管理和產品營銷方面擔任過多個職位。近十年來，他擔任恩智浦產品線經理，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。

本文作者

Namrata Pandya在恩智浦擔任高壓柵極驅動器產品營銷經理。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品組合的業(yè)務開發(fā)和產品線。她負責推動16個產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。