全面了解面向電動(dòng)車(chē)牽引逆變器的S32K39 MCU

目前電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)發(fā)展迅猛，對提高電動(dòng)汽車(chē)性能的需求也隨之增加了。設計人員和汽車(chē)制造商需要加快產(chǎn)品上市速度，同時(shí)優(yōu)先考慮如何提高效率和終端用戶(hù)體驗。另外，還要尋找合適的解決方案，開(kāi)發(fā)包括電動(dòng)汽車(chē)牽引逆變器在內的廣泛應用，而這無(wú)疑是一個(gè)挑戰。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(dòng)汽車(chē)的高性能，需要考慮很多因素，包括電池管理、高效電機驅動(dòng)、快速充電和整個(gè)電網(wǎng)的負載平衡等。恩智浦廣泛的電氣化解決方案一直在整個(gè)生態(tài)系統中提供高效的控制，S32K39也不例外。 

S32K39 MCU系列專(zhuān)為滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)牽引逆變器控制需求而創(chuàng )建。它具有多個(gè)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(wǎng)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(dòng)汽車(chē)的正常運行、電池的性能以及駕駛體驗方面又發(fā)揮著(zhù)至關(guān)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(dòng)汽車(chē)應用，包括電池管理（BMS）、車(chē)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(chē)MCU，而且還支持硬件隔離、時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )（TSN）和高級加密等技術(shù)，與區域汽車(chē)電子電氣架構和軟件定義汽車(chē)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(gè)牽引逆變器。它們搭載了4個(gè)鎖步對排列的320MHz Arm? Cortex?-M7內核、兩個(gè)可分鎖步內核、兩個(gè)電機控制協(xié)處理器和一個(gè)數字信號處理器（DSP）。它們能夠支持兩個(gè)200kHz的控制回路，這兩個(gè)回路與IGBT以及SiC和GaN電源開(kāi)關(guān)搭配工作，以提高能效并實(shí)現更高的開(kāi)關(guān)頻率。這有助于減少電機的尺寸、重量和成本，并擴大驅動(dòng)范圍。此外，它們有高達6MB的內置閃存和800KB的SRAM。該MCU具有經(jīng)過(guò)ISO/SAE 21434認證的網(wǎng)絡(luò )安全，開(kāi)發(fā)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(shí)現可信啟動(dòng)、安全服務(wù)和安全無(wú)線(xiàn)（OTA）遠程升級。另外，它還有兩個(gè)電機控制協(xié)處理器和NanoEdge?高分辨率脈寬調制（PWM），可實(shí)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(wú)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(dòng)汽車(chē)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(shù)。它們可以獨立運行，能夠管理兩個(gè)驅動(dòng)轉換器。此外，它們還可以通過(guò)TSN作為遠程智能執行器來(lái)驅動(dòng)3個(gè)或4個(gè)電機。如果與恩智浦S32E實(shí)時(shí)處理器結合使用，它們可以作為電動(dòng)汽車(chē)推進(jìn)域的控制中心，控制兩個(gè)額外的推進(jìn)逆變器。這種功能支持汽車(chē)制造商通過(guò)4個(gè)電機來(lái)提高車(chē)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(dòng)器結合使用時(shí)，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(dòng)器則提供可調動(dòng)態(tài)柵極強度以適應不同的驅動(dòng)情況和PWM死區時(shí)間強制執行，從而減少開(kāi)關(guān)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(hù)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?？膳cS32K39 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(dòng)器GD3162結合使用，為安全的逆變器控制系統提供可調節動(dòng)態(tài)柵極強度控制。對于牽引逆變器開(kāi)發(fā)，二者均支持最高級別的功能安全等級（ASIL D）。該產(chǎn)品計劃于2024年初發(fā)布并量產(chǎn)。 

作者：

Nicola Concer

Nicola Concer是恩智浦汽車(chē)RT控制器產(chǎn)品經(jīng)理，專(zhuān)注于電氣化和區域電子電氣架構市場(chǎng)。此前7年，他擔任恩智浦以太網(wǎng)交換機產(chǎn)品經(jīng)理。Nicola擁有博洛尼亞大學(xué)的計算機科學(xué)博士學(xué)位，博洛尼亞大學(xué)與意法半導體和紐約哥倫比亞大學(xué)合作。 

Allan Mcauslin

Allan McAuslin是負責恩智浦汽車(chē)視覺(jué)和自動(dòng)駕駛處理器解決方案的產(chǎn)品管理。過(guò)去8年，Allan一直致力于開(kāi)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(chē)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(hù)加快高度自動(dòng)化汽車(chē)技術(shù)的部署。 

David Lopez

David在電子和半導體企業(yè)的產(chǎn)品工程、項目管理和產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)方面擔任過(guò)多個(gè)職位。近十年來(lái)，他擔任恩智浦產(chǎn)品線(xiàn)經(jīng)理，負責為恩智浦開(kāi)發(fā)功能安全系統基礎芯片。他在汽車(chē)市場(chǎng)上經(jīng)驗包括動(dòng)力系統電氣化以及自動(dòng)駕駛市場(chǎng)，重點(diǎn)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(xué)位。 

Namrata Pandya

Namrata Pandya在恩智浦擔任高壓柵極驅動(dòng)器產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理。在過(guò)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(zhù)價(jià)值超過(guò)6000萬(wàn)美元的半導體產(chǎn)品組合的業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品線(xiàn)。她負責推動(dòng)16個(gè)產(chǎn)品系列從概念到上市的整個(gè)過(guò)程。Namrata擁有圣何塞州立大學(xué)電氣工程碩士學(xué)位。