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大聯大世平集團聯合多家原廠推出車載空調壓縮機驅動方案

發布時間:2024-1-2 21:07    發布者:eechina
大聯大旗下世平推出基于旗芯微(Flagchip)FC4150 MCU恩智浦NXP)FS2600汽車安全系統基礎芯片(SBC)、安森美(onsemi)NFVA35065L32-D IPM模塊以及圣邦微(SGMICRO)SGM8557H-1AQ車規級運放芯片的車載空調壓縮機驅動方案。


圖示1-大聯大世平聯合多家原廠推出車載空調壓縮機驅動方案的展示板圖

隨著汽車行業的快速發展,車載空調系統的性能和效率越來越受到關注。作為空調系統的核心部分,車載空調壓縮機扮演著不可或缺的地位。由大聯大世平基于旗芯微FC4150 MCU、恩智浦(NXP)FS2600電源管理芯片、安森美(onsemi)NFVA35065L32-D IPM模塊以及圣邦微(SGMICRO)SGM8557H-1AQ車規級運放芯片的車載空調壓縮機驅動方案具有高效、節能、環保等優點,是新能源汽車空調系統的理想之選。

在微控制器的選型中,本方案采用旗芯微旗下的FC4150 32位MCU,該MCU基于高性能的Arm® Cortex®-M4內核設計,最高工作頻率可達150MHz,并且內置高速存儲器,擁有豐富的I/O端口和多種外設。

在電機驅動部分,方案采用集成預驅與6顆IGBT管的IPM來做電機的電子換相控制。核心芯片采用的是onsemi旗下的NFVA35065L32-D。該芯片內置3個高速半橋高壓柵極驅動電路,集成了(650V/50A)低損耗的IGBT管,最大支持20KHz的PWM,并且還提供包括欠電壓鎖定、過電流鎖定、驅動與集成電路的溫度監測和故障報告等多個模塊保護功能,能夠為汽車電機應用提供卓越性能。

低壓電源供電部分,本方案采用了NXP旗下一顆帶有功能安全的電源管理芯片FS2600,該芯片具有多個BUCK、BOOST輸出以及LDO穩壓器,可為MCU、SENSOR、外設IC和通信接口供電。FS2600B具有豐富的監控診斷功能。在系統運行時,FS2600與FC4150通過SPI通信,能夠提供潛在的故障監測,極大增強了系統的安全特性。

運算放大器部分,方案采用SGMICRO旗下SGM8557H-1AQ芯片來完成對IPM的底邊管進行電流采樣。SGM8557H-1AQ符合AEC-Q100 1級認證,可以滿足汽車環境的嚴苛要求。


圖示2-大聯大世平聯合多家原廠推出車載空調壓縮機驅動方案的方塊圖

除了豐富的硬件支持,本方案在軟件上采用世平Sensorless FOC雙電阻采樣的軟件庫架構,通過板載電位器使電機旋轉。并且采用電流環加速度環的雙環控制,以使系統運作更加穩定。

核心技術優勢:
        MCU基于Arm® Cortex®-M4內核,主頻為150MHz,內置96MHz高速振蕩器、512KB Flash、128KB SRAM以及采樣率達1MSPS的12位ADC
        使用Cache & FPU運算,FOC算法在10μs內可以處理完畢,極大減少MCU的資源使用;
        使用內置比較器的IPM實現電流保護;
        IPM內置650V/50A的IGBT,滿足壓縮機大功率應用并保留冗余;
        使用FS2600 SBC增強系統安全冗余。

方案規格:
        輸入電壓范圍:310Vdc~450Vdc;
        MCU:Arm® Cortex®-M4 32位內核,主頻高達150MHz,ASIL-B功能安全等級;
        支持CAN通信;
        支持2 Shunt R三相電流采樣;
        支持BEMF電壓回授ADC采樣;
        支持過壓鉗位防護;
        板載電位器支持速度調節;
        具備LED指示燈&按鍵;
        開發板尺寸:MCU板80mm×70mm,電機驅動板170mm×150mm。

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