El frenado por cable se está convirtiendo rápidamente en una tecnología fundamental del chasis en los vehículos definidos por software. Sin embargo, aunque gran parte del enfoque de diseño de la industria automovilística se centra en la centralización de las plataformas informáticas, la acción física de detener un vehículo tiene lugar en la rueda. Esta ubicación impone una serie de exigencias muy estrictas a la electrónica de los módulos de esquina, que debe proporcionar alimentación operativa en caso de fallo y datos precisos de velocidad de las ruedas en espacios reducidos, propensos a las vibraciones y sometidos a estrés térmico, todo ello sin dejar de cumplir los más altos estándares de seguridad funcional.
Hoy en día, los diseñadores se ven obligados a combinar PMIC de seguridad genéricos, decodificadores de velocidad de rueda independientes y conjuntos de componentes de potencia discretos. Además de aumentar los costes y ocupar un valioso espacio en la placa, este enfoque multiplica los posibles puntos de fallo precisamente en el lugar donde la fiabilidad es más importante.
Un único dispositivo, diseñado para la tarea
Con una interfaz de sensor de velocidad de rueda (WSSI) integrada en el chip, el PMIC de seguridad A81415 decodifica los protocolos AK estándar de 2 niveles, de modulación por ancho de pulso (PWM) de 2 niveles y de 3 niveles (estándar y de alta resolución) sin necesidad de complicados circuitos analógicos ni de un circuito integrado decodificador independiente. Al incorporar un prerregulador buck-boost totalmente integrado, cinco reguladores de baja caída de tensión (LDO) y una arquitectura de inductor único que no requiere interruptores ni diodos externos, el A81415 elimina hasta nueve componentes externos y permite un ahorro de hasta 4 dólares en la lista de materiales (BOM) de semiconductores por vehículo, lo que supone importantes ventajas de coste a escala de producción de los fabricantes de equipos originales (OEM).
Este nivel de integración sin precedentes libera más del 50 % del espacio útil de la placa para proporcionar a la pinza de freno un margen de diseño fundamental. Dado que la capa física de los datos de velocidad de las ruedas es gestionada internamente por el PMIC y los datos decodificados se comparten a través de una interfaz periférica en serie (SPI), el A81415 reduce la latencia en el bucle crítico para la seguridad y libera ancho de banda de la MCU para una respuesta de frenado más rápida. Los raíles de alimentación de bajo ruido están ajustados específicamente para alimentar los sensores de ángulo TMR XtremeSense™ de Allegro y garantizan que toda la cadena de señales de conmutación y fuerza de sujeción esté optimizada como un único sistema coherente y de alta resolución, desde la rueda hasta la pinza.
La vía rápida de 12 V a 48 V para módulos de esquina
El verdadero funcionamiento «brake-by-wire» requiere componentes capaces de soportar los entornos eléctricos más adversos. Basado en el proceso de grado 0 para automoción patentado por Allegro y combinado con el prerregulador APM81815 y los controladores de puerta de 48 V, el A81415 forma un chipset completo y operativo incluso en caso de fallo. Este enfoque modular ofrece a los proveedores de primer nivel una vía rápida para migrar arquitecturas de frenado de 12 V probadas directamente a los módulos de esquina de 48 V de próxima generación sin necesidad de rediseño ni de voluminosos sistemas externos de protección contra transitorios. «Los sistemas de chasis inteligentes exigen que la detección y la electrónica de potencia en la rueda actúen como una sola unidad», afirmó Peter Wells, director de la línea de negocio de potencia de alto rendimiento de Allegro MicroSystems. «Allegro ha combinado nuestro liderazgo en la detección de la velocidad de las ruedas y nuestra experiencia en gestión de potencia de alta fiabilidad en nuestro nuevo PMIC para ofrecer a nuestros clientes una base más sencilla, segura y altamente escalable para los modernos sistemas de frenado por cable de los vehículos».
Características y ventajas del A81415:
Detección de velocidad de rueda integrada: El WSSI integrado en el chip decodifica protocolos de 2 niveles, PWM, AK y de alta definición, lo que elimina la necesidad de un circuito integrado decodificador independiente.
Ahorro de costes y espacio: Elimina hasta nueve componentes externos, lo que supone un ahorro de hasta 4,00 dólares en la lista de materiales (BOM) de semiconductores por vehículo y más del 50 % del área de la placa de circuito impreso (PCB).
Certificación ASIL-D y AEC-Q100: Los dos circuitos de vigilancia y la gestión de fallos integrada cumplen con los más altos estándares de seguridad sin necesidad de circuitos de protección externos.
Escalable de 12 V a 48 V: Funciona de forma nativa en sistemas de 12 V con una sencilla ruta de actualización a módulos de esquina de 48 V cuando se combina con el prerregulador APM81815.
