汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)(AFS)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案
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圖6：NCV70522典型應(yīng)用電路圖。
NCV70522應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)
我們以NCV70522為例，介紹這芯片在AFS應(yīng)用中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。NCV70522的控制要素包括步幅模式、NXT輸入及電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向(DIR)控制等。
1) SLA信號(hào)特性
NCV70522包含速度及負(fù)載角(SLA)輸出，配合創(chuàng)建停轉(zhuǎn)檢測(cè)算法及控制環(huán)路，以根據(jù)電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)(BEMF)來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩和速度。
2) SPI寄存器
NCV70522采用標(biāo)準(zhǔn)4線SPI通信(CLK, CSB, DI, DO)，包含3個(gè)8位控制(Control)寄存器(0, 1, 2)和4個(gè)8位狀態(tài)(Status)寄存器(0, 1, 2, 3)。
3)復(fù)位
CLR引腳為低電平(0)時(shí)，器件在正常模式；CLR引腳為高電平(1)時(shí)，器件復(fù)位。復(fù)位號(hào)器件內(nèi)部寄存器值被清除為初始化值。
4) 設(shè)置線圈輸出電流
NCV70522提供多種輸出電流模式，可以通過SPI來對(duì)寄存器CUR[4:0]設(shè)定來選擇。更改后的電流會(huì)在下一個(gè)脈寬調(diào)制(PWM)周期更新。
5) 步幅設(shè)定
NCV70522提供從整步到32微步共7種中模式供選擇，可以通過SPI對(duì)寄存器SM[2:0]來設(shè)定。
6) NXT控制
NXT信號(hào)用于控制電機(jī)的步幅(step)位置，根據(jù)電流表對(duì)應(yīng)的Ix和Iy信息，進(jìn)入下一步(step)。即使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)沒有啟用時(shí)，step位置一樣被改變，只是Ix，Iy不輸出。
7) 堵轉(zhuǎn)檢測(cè)
AFS應(yīng)用中步進(jìn)電機(jī)有時(shí)可能會(huì)堵轉(zhuǎn)。一旦電機(jī)堵轉(zhuǎn)，電子控制單元(ECU)將失去前照燈位置的跟蹤信息并作出不恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，滋生極嚴(yán)重的安全問題，所以AFS應(yīng)用中堵轉(zhuǎn)檢測(cè)是必不可少。
NCV70522微步步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器透過SLA引腳提供BEMF輸出，這表示它能實(shí)時(shí)進(jìn)行停轉(zhuǎn)檢測(cè)計(jì)算，并根據(jù)不同條件來調(diào)節(jié)檢測(cè)等級(jí)。具體而言，此BEMF電壓在每個(gè)所謂的“線圈電流過零”期間采樣。每個(gè)線圈在每個(gè)電氣周期內(nèi)存在2個(gè)零電流位置，因而每個(gè)電氣周期共有4個(gè)過零觀察點(diǎn)，故可以測(cè)量4次BEMF。如果4個(gè)“線圈電流過流點(diǎn)”中有2個(gè)SLA電平低于1.5 V，那么就處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。我們需要連續(xù)2個(gè)以上的電氣周期都認(rèn)定為堵轉(zhuǎn)才為真正堵轉(zhuǎn)。
圖7：NCV70522的堵轉(zhuǎn)檢測(cè)功能。
總結(jié)：
自適應(yīng)前照明系統(tǒng)(AFS)在智能汽車電子產(chǎn)品中應(yīng)用越來越廣泛，通過驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)來實(shí)時(shí)控制燈光角度調(diào)整，能有效地增加駕駛的安全性。安森美半導(dǎo)體針對(duì)AFS系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)開發(fā)了一系列驅(qū)動(dòng)芯片，為客戶的設(shè)計(jì)增強(qiáng)汽車的安全性。本文介紹了AFS特性、驅(qū)動(dòng)IC以及方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)，特別是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)難點(diǎn)—堵轉(zhuǎn)檢測(cè)的剖析，幫助客戶快速、準(zhǔn)確地開發(fā)有效的AFS方案。
評(píng)論