安森美應(yīng)用于汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)的電源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及分立

在當(dāng)今的汽車(chē)設(shè)計(jì)中，空調(diào)已是標(biāo)準(zhǔn)的舒適性配置。從功能上講，當(dāng)今的汽車(chē)空調(diào)實(shí)際上是將加熱、制冷及通風(fēng)等功能一體化，成為汽車(chē)加熱、通風(fēng)空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)(本文將簡(jiǎn)稱(chēng)為“汽車(chē)空調(diào)”)。從調(diào)節(jié)方式講，汽車(chē)空調(diào)包括手動(dòng)空調(diào)、半自動(dòng)空調(diào)及自動(dòng)空調(diào)。本文將專(zhuān)門(mén)圍繞汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)進(jìn)行探討，介紹安森美半導(dǎo)體相應(yīng)的電源供電、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及分立元件等方案，幫助設(shè)計(jì)人員選擇適合的產(chǎn)品，用于汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)設(shè)計(jì)。

汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)包含加熱及通風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)制冷及電子控制單元(ECU)等不同子系統(tǒng)。在加熱及通風(fēng)子系統(tǒng)，新鮮空氣從外部的管道通向車(chē)廂內(nèi)部，提升乘客的舒適性及安全性。進(jìn)入的空氣流過(guò)小的發(fā)熱芯，連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)?？照{(diào)制冷子系統(tǒng)則通過(guò)不斷蒸發(fā)和冷凝，將車(chē)內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到外面的空氣中，在降低車(chē)內(nèi)溫度的同時(shí)也降低濕度。圖1是典型的汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)界面，圖2則是系統(tǒng)架構(gòu)圖。

圖1. 典型汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)用戶(hù)界面

圖2：汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)架構(gòu)圖

汽車(chē)空調(diào)的電源供電

如圖2的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)架構(gòu)圖所示，汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)需要為微控制器(MCU)、各種傳感器、驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)器等供電。常見(jiàn)的汽車(chē)電池電壓包括12 V或24 V。如果采用24 V系統(tǒng)供電，則需要高耐壓產(chǎn)品，加強(qiáng)熱管理，提升電源能效并控制成本。如果采用12 V系統(tǒng)供電，則成本更具優(yōu)勢(shì)，要求較低靜態(tài)電流及采用優(yōu)化的封裝。不同供電電壓也涉及到不同的汽車(chē)空調(diào)電源供電架構(gòu)圖，如下圖所示。但無(wú)論是哪種架構(gòu)，都會(huì)用低壓降(LDO)穩(wěn)壓器將24 V或12 V電壓轉(zhuǎn)換為5 V。安森美半導(dǎo)體提供陣容豐富的LDO產(chǎn)品，表1列出的是適合于汽車(chē)空調(diào)應(yīng)用的LDO。它們能夠承受高輸入電壓，提供低靜態(tài)電流，通過(guò)的汽車(chē)行業(yè)AEC-Q100認(rèn)證，符合汽車(chē)空調(diào)應(yīng)用要求。

圖3：汽車(chē)空調(diào)電源轉(zhuǎn)換架構(gòu)

表1：安森美半導(dǎo)體應(yīng)用于汽車(chē)空調(diào)的LDO穩(wěn)壓器產(chǎn)品列表

汽車(chē)中的外部傳感器必須采用穩(wěn)定的電源，即LDO跟隨穩(wěn)壓器(或稱(chēng)電壓跟隨器)。這些LDO跟隨穩(wěn)壓器必須得到充分保護(hù)，以防諸如對(duì)地短路、電池短路、電池反接等故障;同時(shí)，其輸出電壓必須與參考電壓高度一致。安森美半導(dǎo)體提供具有完善保護(hù)功能的電壓跟隨器NCV8184，為外部傳感器供電。NCV8184是一款單片LDO跟隨穩(wěn)壓器，提供可調(diào)節(jié)的緩沖輸出電壓，且密切匹配參考輸入電壓(精度達(dá)±3 mV)。這器件的輸出電流能力為70 mA，在50 mA電流時(shí)的典型壓降僅為0.35 V;靜態(tài)電流僅為70 μA。