汽车电机控制：简化的实施

　　电动机已成为现代车辆的关键元件，从水泵和油泵到暖通空调系统、挡风玻璃雨刷器、座椅控制装置和车窗，其应用无处不在。它们对于管理混合动力和电动汽车的热系统也至关重要，其中汽车泵和阀门有着广泛的应用，包括热管理系统中的电子水阀、空调电子通风口、主动格栅百叶窗 (AGS) 和用于座椅通风的无刷直流 (BLDC) 电机驱动器。
　　这些组件中的每一个都有助于车辆的整体功能和舒适性。例如，汽车座椅通风系统使用泵和阀门来调节气流并保持舒适的座椅温度。这些系统对于优先考虑乘客舒适度的豪华车尤其重要。
　　格栅系统执行器旨在提高车辆空气动力学性能和发动机冷却效率。电机控制格栅的打开和关闭，以调节气流、减少阻力并优化发动机温度。
　　车辆中的空调系统依靠电机控制的出风口来有效地分配冷空气或暖空气。这确保了机舱内的温度调节，提高了乘客的舒适度。在这些应用中，泵和阀门的控制将确保这些系统有效地执行其预期功能，从而有助于提高车辆的整体性能和效率。
　　当今的电机控制系统
　　电机控制部署通常设计为分布式机电执行器，配有专用 ECU，并通过本地互连网络 (LIN) 总线与区域控制器进行通信。然而，由于所需的单个部件和连接的数量，这种分布式设置可能会增加系统的复杂性。
　　现在的趋势正在转向将各种执行器功能集中到一个单元中的系统，该单元由通过 CAN-FD 连接到区域控制器的单个 ECU 进行管理，从而降低复杂性、装配和材料成本。这种集中化可以加快系统集成速度，减少工程资源，并通过减少能量损失和改善热能分布来提高效率。
　　随着技术的进步，对单芯片片上系统 (SoC) 的需求越来越大，从而使电机执行器变得更小、更智能、功耗更低。
　　对驱动电机的要求
　　汽车应用中的驱动电机涉及多项技术要求，以确保性能和可靠性。微控制器单元 (MCU) 是电机控制系统的大脑。它们执行控制算法、处理传感器输入并管理不同组件之间的通信。高性能 MCU 对于实时控制和的电机操作至关重要。
　　金属氧化物半导体场效应晶体管 ( MOSFET ) 通常用于开关和控制提供给电机的电源。高效的 MOSFET 可确保的功率损耗和可靠的运行，这对于维持电机控制系统的整体效率至关重要。在通信方面，LIN 是车辆内联网的协议，可实现电机控制单元和其他车辆系统之间的可靠通信，以实现协调操作和数据交换。
　　这些技术必须协同工作，以有效地驱动电机并提供响应，将必要的控制、数据通信和电源结合到一个强大的、有凝聚力的系统中，这对于实现汽车应用所需的性能和可靠性至关重要。
　　用于电机控制的单一集成解决方案
　　将这些组件集成到单个芯片中为汽车系统设计人员带来了显着的好处。单芯片解决方案通过减少所需分立元件的数量来简化设计过程。
　　Novosense 的NSUC1610是一款汽车级微型和特殊电机驱动器SoC ，它将 MCU、电源、MOS 驱动和 LIN 通信模块等重要组件集成到单个封装中。这种集成简化了外围电路，减少了对额外设备的需求，并标准化了接口和控制算法。
　　NSUC1610 集成了 Cortex M3 处理器、功率 MOSFET 和 DAC，支持 LIN 总线和两个独立的温度传感器。这些功能可实现芯片内的电源侧过温关断和低压侧温度检测。这款高度集成的产品专为汽车系统中的小型、低功耗、高效率电机智能执行器应用而设计。它可用于热管理系统中的电子水阀、空调电子通风口、AGS 和座椅通风 BLDC 电机驱动器等应用。
　　NSUC1610的工作电源电压为5.5至40V，集成了预驱动器和NMOS，电流为1.4A，支持LIN协议或PWM控制。它包括无传感器单分流 FOC 算法，并提供过压、欠压、失速检测、硬件过流保护和电压补偿。
　　Novosense NSUC1610的架构图，集成了Cortex M3处理器、功率MOSFET和DAC。
　　Novosense NSUC1610的架构图，集成了Cortex M3处理器、功率MOSFET和DAC
　　该器件符合 AEC-Q100 标准，工作温度范围为 –40°C 至 150°C。对于主动格栅系统，NSUC1610 支持 LIN 协议 2.x 和无传感器模式的六步换向，确保对格栅的高效控制。在空调出风口中，NSUC1610可以以微步模式控制步进电机，提供的气流调节。
　　NSUC1610 还提供用于故障安全状态的可配置看门狗定时器、热共享机制和用于多功能应用配置的内置 E 2 PROM。 NSUC1610 具有低压差，旨在满足汽车环境的严格要求，同时确保高效率和可靠性。