Da Allegro MicroSystems, PMIC di sicurezza che integra un’interfaccia per sensori di velocità

Coniugando l'eccellenza nei sensori di rilevamento con un'architettura completa di PMIC di sicurezza ASIL-D, il singolo chip A81415 ridefinisce il design del sistema “brake-by-wire”, eliminando fino a nove componenti

Allegro MicroSystems presenta A81415, il primo circuito integrato di gestione dell’alimentazione (PMIC) certificato ASIL-D sul mercato a integrare un’interfaccia per sensori di velocità delle ruote. Il nuovo dispositivo offre ai progettisti di sistemi di frenata elettromeccanica (EMB) una piattaforma di alimentazione e rilevamento su singolo chip notevolmente semplificata per realizzare i sistemi frenanti brake-by-wire di prossima generazione.

Il brake-by-wire sta diventando una tecnologia fondamentale nei veicoli definiti dal software (Software-Defined Vehicles). Tuttavia, mentre gran parte dell’attenzione progettuale dell’industria automobilistica è rivolta alla centralizzazione delle piattaforme di elaborazione, la funzione fisica della frenata continua a essere svolta a livello delle ruote. Tale posizione impone una serie di requisiti rigorosi all’elettronica dei moduli freno, che deve garantire alimentazione operativa anche in caso di guasto e fornire dati accurati sulla velocità delle ruote in spazi ristretti, soggetti a vibrazioni e sollecitazioni termiche, il tutto nel rispetto dei più elevati standard di sicurezza funzionale.

Oggi, i progettisti sono costretti ad abbinare PMIC di sicurezza generici, decodificatori di velocità delle ruote separati e gruppi di componenti di potenza discreti. Oltre ad aumentare i costi e a occupare spazio prezioso sulla scheda, tale approccio moltiplica i potenziali punti di guasto proprio nel punto in cui l’affidabilità è più importante.

Un unico dispositivo, progettato appositamente per questo compito

Grazie a un’interfaccia per sensori di velocità delle ruote (WSSI) integrata nel chip, il PMIC di sicurezza A81415 decodifica i protocolli standard a 2 livelli, a modulazione di larghezza di impulso (PWM) a 2 livelli e AK a 3 livelli (standard e ad alta risoluzione) senza ricorrere a complessi circuiti analogici o a un circuito integrato decodificatore separato.

Grazie alla presenza di un preregolatore buck-boost completamente integrato, cinque regolatori a bassa caduta di tensione (LDO) e un’architettura a induttore singolo che non richiede switch o diodi esterni, il singolo chip A81415 elimina fino a nove componenti esterni e consente un risparmio fino a 4 dollari nella distinta base (BOM) dei semiconduttori per veicolo, offrendo vantaggi significativi in termini di costi su scala di produzione OEM. Questo livello di integrazione senza precedenti libera oltre il 50% dello spazio utilizzabile sulla scheda, lasciando maggiore spazio per l’integrazione della pinza freno.

Poiché il livello fisico dei dati relativi alla velocità delle ruote viene gestito internamente dal PMIC e i dati decodificati vengono condivisi tramite un’interfaccia seriale (SPI), il chip A81415 riduce la latenza nel ciclo critico per la sicurezza e libera larghezza di banda del microcontrollore per garantire una risposta di frenata più rapida. Le linee di alimentazione a basso rumore sono specificamente ottimizzate per collegare i sensori angolari TMR XtremeSense di Allegro e garantiscono che l’intera catena di segnali di commutazione e forza di serraggio sia ottimizzata come un unico sistema coerente ad alta risoluzione, dalla ruota alla pinza.

Una transizione rapida dai sistemi a 12 V a quelli a 48 V per i moduli freno a livello ruota

Un sistema brake-by-wire richiede componenti in grado di resistere agli ambienti elettrici più estremi. Realizzato con il processo proprietario di Allegro di grado 0 per il settore automobilistico e abbinato al preregolatore APM81815 e ai gate driver a 48 V, il dispositivo A81415 costituisce un chipset completo e operativo anche in caso di guasto. Questo approccio modulare offre ai fornitori Tier 1 una via rapida per migrare le collaudate architetture di frenata a 12 V direttamente ai moduli angolari di nuova generazione a 48 V, senza necessità di riprogettazione o di ingombranti protezioni transitorie esterne.

“I veicoli intelligenti richiedono che i sensori e l’elettronica di potenza sulle ruote agiscano all’unisono”, afferma Peter Wells, Business Line Director, High Performance Power di Allegro MicroSystems. “Allegro ha combinato la leadership nel rilevamento della velocità delle ruote e la competenza nella gestione dell’alimentazione ad alta affidabilità in questo nuovo PMIC per offrire ai clienti una base tecnologica più semplice, sicura e altamente scalabile per i moderni sistemi di frenata brake-by-wire dei veicoli”.

Caratteristiche e vantaggi del circuito integrato A81415

• Rilevamento integrato della velocità delle ruote: il WSSI integrato nel chip decodifica protocolli a 2 livelli, PWM, AK e ad alta definizione, eliminando la necessità di un circuito integrato decodificatore separato.
• Risparmio in termini di costi e spazio: elimina fino a nove componenti esterni, con un risparmio fino a 4 dollari nella distinta base dei semiconduttori per veicolo e oltre il 50% dell’area del PCB.
• Certificazione ASIL-D e AEC-Q100: i doppi watchdog e la gestione integrata degli errori soddisfano i più elevati standard di sicurezza senza richiedere circuiti di protezione esterni.
• Scalabilità da 12 V a 48 V: funziona nativamente in sistemi a 12 V con un semplice percorso di aggiornamento ai moduli angolari a 48 V se abbinato al preregolatore APM81815.
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