无绳电动工具日益普及，却面临续航短、动力弱的核心挑战。关键时刻的“罢工”或高负荷下的“疲软”，背后是电池管理、电机控制与功耗设计的复杂博弈。
东芝凭借其深厚的半导体技术底蕴，推出了针对无绳电动工具的方案，旨在从芯片层面系统性解决这些难题，为新一代无绳电动工具注入强劲“芯”动力。
如何释放“能量牢笼”中“猛兽级性能”？
无绳电动工具的核心挑战，是在有限的电池容量下实现性能最大化。电能必须在驱动、控制、传感与保护电路间高效分配。这带来三大关键挑战：
一是功耗与效率，需最大化每一瓦电能的利用以延长续航；
二是动力与尺寸，需在紧凑空间内实现高功率密度输出与精准控制；
三是可靠与安全，必须确保系统在冲击、堵转、高温等复杂工况下稳定运行，并全面保护电池与电路。
围绕这三个核心，东芝提供了一整套半导体解决方案。
无绳电动工具解决方案系统框图
如何将每一分电力都转化为澎湃扭矩？
电机是无绳电动工具的“心脏”。东芝为不同类型的电机提供了优化的驱动方案。
为简化直流无刷电机（BLDC）驱动设计，方案使用东芝TB67Z833SFTG预驱IC，单片集成3相半桥栅极驱动器可直接驱动外部MOSFET，显著精简外围电路。其宽电压支持（8V-75V）与强大驱动能力，能轻松应对启动大电流冲击。
高性能功率MOSFET（如TPWR6003PL）拥有极低导通电阻和优异散热特性，通过大电流时自身损耗更小、发热更低，能将更多电能用于驱动电机，提升整体效率与功率密度。
那么，对于成本敏感或结构简单的有刷电机，如何实现可靠控制呢？
东芝的答案是：对于直流有刷电机／机械开关电机驱动，使用栅极驱动双极晶体管（如-50V高压和-200mA电流能力的TMBT3906）。
而对于直流有刷电机／MOSFET开关电机驱动，则采用带旋转开关功能的有刷电机H桥驱动电路，使用MOSFET使用上述TPWR6003PL等来实现。
如何让工具更“聪明”又稳定？
工具的控制单元（MCU）及其周边电路如同“神经系统”，需要精准、快速且抗干扰。为此，主控MCU需要兼具强大算力与丰富外设，且专为电机控制优化。
东芝TXZ+™族，特别是TXZ+™4A系列MCU，基于Arm® Cortex®-M4内核，主频高达200MHz，并内置硬件浮点运算单元（FPU）。这使其能够快速执行复杂的电机控制算法（如FOC），实现平滑启动、高效运行和快速响应。
工具运行时电机产生强烈电磁干扰，东芝TC75S67TU是一款超低噪声、低功耗的单运算放大器，能够从嘈杂的背景中准确提取并放大来自电流检测电阻、位置传感器等的微弱信号，为MCU提供“清澈”的反馈数据，实现精准控制。
为MCU供电的电源需要高抗干扰、快速响应。东芝TCR1HF系列LDO专为严苛环境设计，具有高压输入能力、低静态电流和快速负载瞬态响应。当电机启动导致电压波动时，它能迅速稳住MCU供电电压，防止系统复位或误操作，同时其过流和热保护功能也为MCU提供了额外安全保障。
如何保障能量源泉的安全与高效？
电池是无绳电动工具的“能量仓库”，其充电与管理至关重要。
为了使AC-DC充电电路实现高效转换，在充电器的初级侧，东芝DTMOSⅣ系列MOSFET（如TK12A60W）凭借其低导通电阻和易于驱动特性，有助于构建高效、发热低的开关电源，缩短充电时间。
信号传输需要进行安全隔离。东芝光耦TLP383提供高达5000Vrms的电气隔离，并能在宽温范围内稳定工作。它能安全地将充电器初级侧的控制信号传递到次级侧，同时确保人身安全，满足安规要求。
传统的熔断保险丝是一次性的，而方案中使用的东芝TCKE8xx系列eFuse IC是一款可复用的智能保护开关。它可以精确设定过流保护阈值，提供过压钳位、短路保护、防反接、缓启动（压摆率控制）等全面功能。当故障排除后，系统可自动或手动恢复，极大提升了系统的可维护性和用户体验。
一站式高可靠解决方案
东芝为无绳电动工具提供的一站式半导体解决方案，集高效电机驱动、精准控制核心与智能电源管理于一体。通过融合低功耗设计、高性能器件及系统级思维，助力制造商突破续航与动力瓶颈，打造更持久、强韧且安全的下一代产品。
文章来源：东芝半导体