汽車(chē)暖通空調(diào)系統(tǒng)：閥門(mén)控制

一個(gè)新的采用智能功率技術(shù)的車(chē)用暖通空調(diào)系統(tǒng)閥門(mén)驅(qū)動(dòng)器

摘要

本文旨在于簡(jiǎn)要介紹汽車(chē)暖通空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)，并詳細(xì)介紹如何使用一個(gè)智能功率驅(qū)動(dòng)器控制通風(fēng)閥的定位。

今天，汽車(chē)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)已經(jīng)非常普及，市場(chǎng)對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的需求量已經(jīng)與出廠(chǎng)汽車(chē)的數(shù)量相當(dāng)。

暖通空調(diào)系統(tǒng)基本上可分為三類(lèi):手動(dòng)空調(diào)、半自動(dòng)空調(diào)和全自動(dòng)空調(diào)。

這三種系統(tǒng)存在于不同的地區(qū)市場(chǎng)和汽車(chē)市場(chǎng)。

自動(dòng)空調(diào)和半自動(dòng)空調(diào)的通風(fēng)閥是由步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的。

本文的目的是分析在先進(jìn)暖通空調(diào)系統(tǒng)中使用意法半導(dǎo)體的智能功率器件驅(qū)動(dòng)控制電動(dòng)閥門(mén)有哪些特色和好處。

意法半導(dǎo)體的智能功率驅(qū)動(dòng)器集成一個(gè)SPI總線(xiàn)控制級(jí)和多項(xiàng)保護(hù)功能，在輸出級(jí)集成8個(gè)或6個(gè)半橋電路，能夠驅(qū)動(dòng)采用多種配置的直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，同時(shí)為兩個(gè)同步運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)提供電流反饋功能。

在新推出的兩款器件，其中一款集成一個(gè)開(kāi)關(guān)式電源模塊，用于控制一個(gè)外部升壓轉(zhuǎn)換器，使其能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)4臺(tái)步進(jìn)電機(jī)（雙極電機(jī)）或者不通過(guò)升壓轉(zhuǎn)換器依次驅(qū)動(dòng)3臺(tái)步進(jìn)電機(jī)。在直流電機(jī)應(yīng)用環(huán)境中，這些器件可同步驅(qū)動(dòng)最多4臺(tái)直流電機(jī)或依次驅(qū)動(dòng)7臺(tái)直流電機(jī)。

此外，兩個(gè)采用多路復(fù)用技術(shù)的電流監(jiān)測(cè)功能能夠檢測(cè)電機(jī)電流。通過(guò)適合的外部硬件，可以管理這兩個(gè)電流監(jiān)測(cè)功能的信號(hào)，使這些驅(qū)動(dòng)器能夠支持無(wú)傳感器式位置檢測(cè)算法，從可以節(jié)省直流電機(jī)上的電位計(jì)。

前言

暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)能夠向車(chē)廂輸送冷風(fēng)或熱風(fēng)，為乘客和駕駛員提供一個(gè)安全、舒適、輕松的環(huán)境，提高車(chē)窗和后視鏡的玻璃的可視性，濾除車(chē)廂內(nèi)的花粉、塵土和異味。

最近，我們看到小轎車(chē)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的需求大幅增長(zhǎng)。為確保汽車(chē)乘坐起來(lái)如同家里的沙發(fā)一樣舒適，空調(diào)系統(tǒng)變得日益復(fù)雜，相關(guān)法規(guī)也越來(lái)越多。事實(shí)上，現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)將車(chē)內(nèi)分為四個(gè)不同的區(qū)域，對(duì)每個(gè)區(qū)域進(jìn)行獨(dú)立的氣候控制。因此，今天幾乎找不到一個(gè)沒(méi)有暖通空調(diào)系統(tǒng)的小轎車(chē)，空調(diào)系統(tǒng)的產(chǎn)量幾乎等于小轎車(chē)的產(chǎn)量。

自從汽車(chē)開(kāi)始安裝空調(diào)的時(shí)候起，多項(xiàng)改良技術(shù)增加了現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)的復(fù)雜程度。隨著空調(diào)系統(tǒng)向半自動(dòng)空調(diào)和全自動(dòng)化發(fā)展，人們預(yù)測(cè)手動(dòng)空調(diào)的市場(chǎng)占有率將會(huì)逐步減少，但是，考慮到手動(dòng)空調(diào)是經(jīng)濟(jì)轎車(chē)的首選解決方案，我們可以斷定，手動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)不會(huì)很快退市。為順應(yīng)汽車(chē)空調(diào)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，滿(mǎn)足汽車(chē)廠(chǎng)商對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的需求，針對(duì)空調(diào)系統(tǒng)通風(fēng)閥定位電機(jī)應(yīng)用，意法半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)出兩款新的智能功率驅(qū)動(dòng)器 L99MD01和L99MD02。 L99MD01通常用于高端空調(diào)解決方案，而L99MD02則滿(mǎn)足中檔空調(diào)系統(tǒng)的需求。

驅(qū)動(dòng)通風(fēng)閥控制器的新型智能功率芯片

空調(diào)系統(tǒng)可以分為三大類(lèi)型:手動(dòng)空調(diào)、半自動(dòng)空調(diào)和全自動(dòng)空調(diào)。自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的通風(fēng)閥是由步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)來(lái)控制的，具體是哪種電機(jī)取決于系統(tǒng)的復(fù)雜性和客戶(hù)需求。

典型的通風(fēng)閥電機(jī)配置是利用內(nèi)置電位計(jì)的直流電機(jī)執(zhí)行位置檢測(cè)功能；另一種控制方法是采用單極步進(jìn)電機(jī)。采用步進(jìn)電機(jī)的解決方案有一大缺陷：連接通風(fēng)閥執(zhí)行器和電子氣候控制單元需要5條線(xiàn)。顯然，為快速且精確地調(diào)整溫度，需要增加通風(fēng)閥和電機(jī)的數(shù)量，這勢(shì)必導(dǎo)致車(chē)上的線(xiàn)束變得龐大和雜亂。 采用LIN總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)的機(jī)電控制方法是一個(gè)可行的解決方案，但是，成本的增加使這個(gè)解決方案僅適用于特別高檔的小轎車(chē)。

L99MD01和L99MD02能夠滿(mǎn)足客戶(hù)的多項(xiàng)需求。這兩個(gè)器件都定位于中高檔汽車(chē)市場(chǎng)，為通風(fēng)閥定位系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員提供完整的保護(hù)功能和設(shè)計(jì)靈活性。這兩款產(chǎn)品都是由SPI總線(xiàn)控制，整合了完整的診斷和保護(hù)功能，能夠監(jiān)控所有的輸出。