MOTIX? TLE989x/TLE988x：適用于BLDC應(yīng)用的微控制器解決方案

在電子工程領(lǐng)域，為BLDC（無刷直流）電機控制尋找一款性能卓越、功能豐富且安全可靠的微控制器至關(guān)重要。MOTIX? TLE989x/TLE988x微控制器憑借其出色的特性和廣泛的應(yīng)用場景，成為了眾多工程師的理想之選。今天，我們就來深入探討這款微控制器的各個方面。

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一、概述

MOTIX? TLE989x/TLE988x集成了32位Arm? Cortex? - M3內(nèi)核，最高運行頻率可達(dá)60 MHz，為系統(tǒng)提供了強大的計算能力。它采用單電源供電，電壓范圍從5.5 V到28 V，能適應(yīng)多種電源環(huán)境。在內(nèi)存方面，擁有高達(dá)256 KByte的FLASH1和32 KByte的FLASH0，支持EEPROM仿真，還有32 KByte的RAM，足以滿足各種復(fù)雜程序和數(shù)據(jù)的存儲需求。

其通信功能也十分強大，具備1個CAN - FD協(xié)議處理器和收發(fā)器，支持高達(dá)2 MBaud的數(shù)據(jù)傳輸速率；2個UART（支持LIN）和2個SSC，為不同設(shè)備之間的通信提供了豐富的選擇。

此外，該微控制器還具備一系列針對BLDC電機控制優(yōu)化的功能，如3相橋驅(qū)動器、高速電流感測放大器、電流感測比較器等，能實現(xiàn)高效、精確的電機控制。同時，它還具備完善的故障安全機制和錯誤處理能力，符合ISO26262安全標(biāo)準(zhǔn)，能確保系統(tǒng)在各種異常情況下的安全運行。

二、產(chǎn)品定義

2.1 引腳定義與封裝

TLE989x/TLE988x提供TQFP - 48和LQFP - 64兩種封裝形式，不同封裝的引腳數(shù)量和功能有所差異。文檔詳細(xì)列出了每個引腳的類型、復(fù)位狀態(tài)、功能和描述，例如通用I/O引腳（GPIO）可用于調(diào)試或連接外部設(shè)備，而電源引腳則需正確連接電源和電容，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定供電。

2.2 電氣特性

2.2.1 絕對最大額定值

明確了各個引腳的電壓、電流和溫度的絕對最大額定值，如VS電壓最大可達(dá)40 V（負(fù)載dump情況），VSD電壓最大可達(dá)48 V等。在設(shè)計過程中，必須確保各個引腳的工作參數(shù)在這些額定值范圍內(nèi)，否則可能會導(dǎo)致設(shè)備損壞。

2.2.2 功能范圍

規(guī)定了不同工作模式下（如活動模式、睡眠模式、停止模式）VS引腳的電源電壓范圍，以及其他相關(guān)參數(shù)的允許偏差。例如，在活動模式下，VS電源電壓范圍為4.2 V到40 V，但在不同電壓區(qū)間內(nèi)，部分模塊可能會出現(xiàn)參數(shù)偏差，這在設(shè)計時需要特別注意。

2.2.3 電流消耗

給出了不同工作模式下的電流消耗情況，如活動模式下典型電流消耗為20 mA（MCU和CAN活動，橋驅(qū)動器關(guān)閉），睡眠模式下典型喚醒時間為2 ms，典型電流消耗為30 μA。了解這些電流消耗參數(shù)，有助于優(yōu)化系統(tǒng)的功耗設(shè)計。

2.2.4 熱阻

提供了TQFP - 48和LQFP - 64封裝的結(jié)到殼和結(jié)到環(huán)境的熱阻參數(shù)，這對于散熱設(shè)計至關(guān)重要，能確保設(shè)備在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定運行。

2.2.5 時序特性

規(guī)定了系統(tǒng)的各種時序參數(shù)，如上電時間、睡眠退出時間、停止退出時間等。這些參數(shù)對于確保系統(tǒng)的時序一致性和穩(wěn)定性非常關(guān)鍵。

三、BLDC驅(qū)動器應(yīng)用信息

在BLDC電機控制應(yīng)用中，TLE989x/TLE988x提供了詳細(xì)的應(yīng)用電路和外部組件信息。外部組件包括反向極性保護二極管、去耦電容、緩沖電容、電荷泵電容等，這些組件的選擇和布局對于系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性有著重要影響。例如，電荷泵電容的選擇需要根據(jù)具體應(yīng)用進行調(diào)整，以確保電機在寬電源范圍內(nèi)正常運行。

四、各模塊詳細(xì)介紹

4.1 電源管理單元（PMU）

PMU負(fù)責(zé)管理設(shè)備的電源供應(yīng)和監(jiān)控，控制所有操作模式的轉(zhuǎn)換，并確保故障安全行為。它具備狀態(tài)控制、電壓調(diào)節(jié)、故障安全監(jiān)控和數(shù)據(jù)存儲等功能。例如，通過線性電壓調(diào)節(jié)器為內(nèi)部和外部組件提供穩(wěn)定的電源，通過安全參考時鐘和時鐘看門狗監(jiān)控主時鐘的運行情況。

4.2 系統(tǒng)控制單元（SCU）

SCU提供靈活的時鐘管理和外設(shè)管理功能，支持在關(guān)鍵系統(tǒng)狀態(tài)下關(guān)閉部分外設(shè)或整個系統(tǒng)。它還負(fù)責(zé)將中斷和異常請求事件分配給NVIC，將DMA請求事件分配給DMA模塊。

4.3 微控制器單元（MCU）

MCU采用Arm? Cortex? - M3處理器，具備直接內(nèi)存訪問（DMA）、內(nèi)存系統(tǒng)、緩存系統(tǒng)、多層總線矩陣等功能，為系統(tǒng)提供了強大的處理能力和高效的數(shù)據(jù)傳輸能力。

4.4 其他模塊

還包括系統(tǒng)看門狗定時器（SYSWDT）、通用異步收發(fā)器（UART0/1）、高速同步串行接口（SSC0/1）、CAN控制器（MultiCAN +）、CAN收發(fā)器（CANTRX）、通用目的端口（GPIO）、高壓監(jiān)控輸入（MON）、模擬參考電壓生成（ARVG）、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC1/2）、電流感測放大器（CSA）、電流感測比較器（CSC）、溫度傳感器單元（TMPSNS）、BEMF比較器（BEMFC）、Sigma Delta ADC（SDADC）、定時器（T20/T21、GPT12）、捕獲/比較單元（CCU7）和橋驅(qū)動器（BDRV）等模塊。每個模塊都有其獨特的功能和特性，共同協(xié)作實現(xiàn)了BLDC電機的精確控制和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

五、總結(jié)

MOTIX? TLE989x/TLE988x微控制器以其強大的計算能力、豐富的通信接口、完善的電機控制功能和可靠的故障安全機制，為BLDC電機控制應(yīng)用提供了一站式解決方案。在實際設(shè)計過程中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇封裝形式、外部組件，并仔細(xì)調(diào)整各個模塊的參數(shù)，以確保系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。同時，要嚴(yán)格遵守文檔中規(guī)定的電氣特性和安全要求，避免因參數(shù)超出范圍而導(dǎo)致設(shè)備損壞或系統(tǒng)故障。希望通過本文的介紹，能幫助各位工程師更好地了解和應(yīng)用這款微控制器，為電子工程領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

你在使用這款微控制器的過程中遇到過哪些問題？或者對它的某個功能有更深入了解的需求嗎？歡迎在評論區(qū)留言討論。