【導讀】目前電動汽車市場發展迅猛，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。恩智浦S32K39 MCU是我們S32K系列的新成員，將提供優勢解上述燃眉之急。
目前電動汽車市場發展迅猛，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。恩智浦S32K39 MCU是我們S32K系列的新成員，將提供優勢解上述燃眉之急。
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系統中提供高效的控制，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建。它具有多個令人印象深刻的優勢，包括強大的性能、廣泛的集成、可靠的聯網功能、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，開發流程符合ISO 26262功能安全流程標準。
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，可節省成本。
S32K39框圖
S32K39 MCU在電動汽車中的應用
S32K39 MCU既支持傳統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為系統供電并確保隔離式安全監測，而GD3162柵極驅動器則提供可調動態柵極強度以適應不同的驅動情況和PWM死區時間強制執行，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提供可調節動態柵極強度控制。對于牽引逆變器開發，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年初發布并量產。
作者：
Nicola Concer
Nicola Concer是恩智浦汽車RT控制器產品經理，專注于電氣化和區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。
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品管理。過去8年，Allan一直致力于開發ADAS的處理器解決方案，支持前置攝像頭、環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，探索行業發展趨勢并創建處理器解決方案，幫助客戶加快高度自動化汽車技術的部署。
David Lopez
David在電子和半導體企業的產品工程、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，負責為恩智浦開發功能安全系統基礎芯片。他在汽車市場上經驗包括動力系統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、半導體物理和商業管理碩士學位。
Namrata Pandya
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務開發和產品線。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。
（作者：Namrata Pandya, Allan Mcauslin, David Lopez and Nicola Concer）
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