Hvordan redusere utviklingstid og -kostnader

Når kortdesignere velger komponenter til sluttutstyret sitt, står de overfor et til tider overveldende antall forskjellige alternativer som er tilgjengelige, enten direkte fra halvlederprodusenter eller distributører. Stilt overfor utfordringen med å få produktet til markedet raskt, har de rett og slett ikke tid til å utføre en fullstendig laboratorieevaluering av ytelsen til hver enkelt komponent med spesifikasjonene de trenger, noe som betyr at deres endelige avgjørelse sannsynligvis er basert på en avveining av kostnad kontra leverandørens merkevareomdømme.

Gode komponenter ingen garanti

Men å velge gode komponenter garanterer ikke at de kan kombineres for å skape en god løsning, og mange problemer viser seg først når en kortdesign er konstruert. Et alternativ for å redusere risikoen for at dette skjer er å simulere et design, men dette tar tid og mange kortdesignere har ikke tilgang til dyr kretssimuleringsprogramvare. Toshiba erkjenner dette presset og responderer ved å gå mot "løsningsbaserte" tilbud som utfyller de frittstående produktene. Designere vil kunne bruke disse utprøvde løsningene, utviklet ved hjelp av komponenter fra Toshibas brede portefølje, for å redusere risikoen for at problemer oppstår. Dette vil tillate dem å konsentrere seg om å legge til innovative funksjoner og gjøre nye eller eksisterende design mer energieffektive og bærekraftige, uten frykt for utilsiktet introduksjon av feil.

PFC referansedesign

Toshibas SiC Cube, et PFC-referansedesignkonsept, er et utmerket eksempel på denne "løsningsbaserte" tilnærmingen. Det er utviklet ved høyspenningslaboratoriet i Düsseldorf, og vil akselerere implementering av kraftsystemer. Denne byggeblokken for effektfaktorkorreksjon (PFC) med flernivåarkitektur er basert på Toshibas tredje generasjon SiC MOSFETer, samt Schottky-barrieredioder og smarte gatedrivere, for å støtte 22 kW 3-fase drift. Å ha slike godt tilpassede komponenter til rådighet betyr at den leverer en PFC referansedesignplattform som svært effektive kraftsystemer kan utvikles på. Dens 3D modulære stablingsoppbygging, som inneholder strømsvitsjende brobenskort, pluss induktor- og kondensatorkort, koblet til et TMPM4K mikrokontrollerkort, muliggjør betydelige fotavtrykkbesparelser og gir høy effekttetthet.

«Dobbeltspor» teknologimuligheter

Halvlederprodusenter driver hele tiden nyskaping og streber etter å introdusere nye produkter basert på nye teknologier. Selv om dette åpner for spennende nye muligheter for fremtiden, mister de noen ganger av syne at mens de planlegger for fremtiden, sliter kundene deres fortsatt med å løse dagens problemer. Halvledere med brede båndgap er et eksempel: Samtidig som de åpner nye horisonter for tidligere uoppnåelige effektivitetsnivåer i høyhastighets- og høyspenningssvitsjing, har SiC- og GaN-baserte produkter en betydelig startkostnad knyttet til seg, som mange utstyrprodusenter ikke har råd til. Videre er utbredt tilgjengelighet av disse produktene et relativt nytt fenomen, og mange kortdesignere er redde for å "bryte ut fra" velprøvde design for å utnytte det som kanskje bare er marginale fordeler som muliggjøres av disse teknologiene, avhengig av applikasjonen. Enkelt sagt, ikke alle utstyrsprodusenter ønsker, trenger eller har råd til å bytte til halvledere med brede båndgap på dette tidspunktet.

Samarbeid

I motsetning til mange andre halvlederselskaper, har Toshiba anerkjent dette og har tatt i bruk en "dobbeltspor"-tilnærming til teknologiforsyning. I samarbeid med kundene sine, for å identifisere høyeffekts MOS- eller IGBT-alternativer som kan tjene deres formål i dag, tar Toshiba seg tid til å utdanne og støtte kundene sine om hvordan de kan bytte til komponenter med brede båndgap – på det mest passende tidspunktet for dem.

Høyspente digitale signaler

Isolering av høyspente digitale signaler i industrielle applikasjoner er en annen applikasjon der to forskjellige teknologier tjener et lignende formål. Her er Toshiba kjent for å tilby markedsledende optisk-baserte optokoblere i dedikert pakketeknologi, for å tilby egenskaper som høy pålitelighetsisolasjon og utmerket elektromagnetisk kompatibilitet (EMC). På den annen side introduserte Toshiba nylig en rekke høyhastighets, flerkanals magnetisk-baserte digitale isolatorer, som tilbyr bedre common-mode transientimmunitet for nyere høyspennings svitsjeapplikasjoner – et annet eksempel på selskapets "dobbeltspor" teknologitilnærming.

Fyller tomrom av komponenter

I bilsektoren støtter de nye e-sikringene OEMer i deres overgang til en sonebasert arkitektur, men Toshiba fortsetter også å støtte kunder som velger å bruke tradisjonelle mekaniske releer. Komponentpakking er et annet område der innovasjoner som løser ett problem kan skape et annet. Nye pakker kan unektelig bidra til å møte teknologiske utfordringer, men de kan gjøre det vanskelig for kundene å identifisere passende «reserve»-leverandører. Noen halvlederselskaper forlater effektivt kundene sine ved å forelde produkter som det fortsatt er en latent etterspørsel etter i markedet, og Toshiba har som mål å fylle dette tomrommet ved å identifisere og svare på behovene til disse selskapene – det nylig introduserte utvalget av børstebaserte DC- og stepmotordrivere viser dette punktet.

Støtte for prototyping

Ved utvikling av komplekse nye systemer ønsker kunder i økende grad å kunne studere flere forskjellige topologier og modellere alternative implementeringer før de forplikter seg til et nytt prosjekt. Toshiba ønsker å støtte dem i denne innsatsen og samarbeider med andre industrielle og akademiske partnere for å bygge systemprototyper som kunder kan bruke for å evaluere hvordan en kjede av komponenter vil fungere sammen. For eksempel har Toshiba et pågående samarbeid med MikroElektronika (MIKROE) for å produsere evalueringskort for motorapplikasjoner – det siste er MIKROE Clicker 4-utviklingskortet for Toshibas M4K- MCU-familie for motorstyring, kombinert med Clicker 4 Inverter Shield. Dette er en løsning som er kostnadseffektiv og enkel å bruke, for å eksperimentere med BLDC-motorkontrollscenarier. Den inkluderer en innebygd debugger og har fire sokler for å koble til et bredt spekter av forskjellige MIKROE Click-kort, som gjør det mulig å legge til flere funksjoner.

MCU Motor Studio

Toshibas nylig introduserte MCU Motor Studio, som kombinerer PC-baserte designverktøy, mikrokontrollerfastvare og rimelig evalueringsmaskinvare for å akselerere time-to-market for motorstyringsapplikasjoner som kjøres på Toshibas TXZ+ 4A mikrokontrollere (MCUer). Den inkluderer en fastvarepakke som støtter alle vanlige energieffektive motorstyringsprinsipper, inkludert sinusbølgekommutering og feltorientert (vektor) styring (FOC), sensorløs eller med presis posisjonsføling. Toshiba går utover maskinvaren og prøver å flytte grensene for hva de kan tilby som et halvlederselskap for å demonstrere sine evner, ved å undersøke muligheten for å utvikle digitale tvillinger for komplette maskinvaresystemer.

Nye teknologier: Ikke erstatte, men utfylle

Tempoet for teknologiinnovasjon er nå så høyt at designere som nettopp er blitt komfortable med å utnytte fordelene med én teknologi, plutselig blir presentert med en ny «enda bedre» teknologi som de føler seg presset til å bruke. Dette gjør det vanskelig for dem å vite hvilken teknologi de skal bruke og når – og i stedet for å gjøre livet enklere, blir det mer forvirrende.

Toshiba er svært klar over vanskelighetene som innovasjonstakten skaper for ingeniører i den «virkelige verden» og adresserer det på to måter – for det første ved å sikre at de fortsetter å tilby komplementære teknologier for ingeniører som ikke har ressursene til å gjøre overgang fra eldre teknologi til en ny, og for det andre, ved å sikre at de gir maskinvare- og programvareverktøyene designere trenger for å forstå fordelene med nye teknologier, slik at de har full tillit til avgjørelsen når tiden kommer for dem å gjøre overgangen.