汽車空調(diào)系統(tǒng)的核心設(shè)計“空調(diào)控制器”

一、空調(diào)系統(tǒng)組成

本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202003/410593.htm

一個標(biāo)準(zhǔn)的汽車空調(diào)系統(tǒng)由空調(diào)控制面板、空調(diào)壓縮機、空調(diào)PTC、空調(diào)控制器、鼓風(fēng)機以及各類執(zhí)行器件和傳感器組成。其中，空調(diào)控制面板負責(zé)用戶指令的輸入，司乘人員可以通過空調(diào)控制面板來調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣的溫度、濕度、潔凈度、流速等；空調(diào)壓縮機用于空氣的制冷；空調(diào)PTC用于空氣的制熱；鼓風(fēng)機用于輸出一定的風(fēng)量；而空調(diào)控制器，正是聯(lián)結(jié)以上各個產(chǎn)品的核心，它可以準(zhǔn)確地獲取車內(nèi)環(huán)境實況，根據(jù)用戶需求來控制各個模塊，從而使得車內(nèi)環(huán)境滿足用戶的要求。

圖 1. 空調(diào)系統(tǒng)組成

二、空調(diào)控制器框圖

空調(diào)控制器連接著車內(nèi)多個傳感器，能夠通過這些傳感器準(zhǔn)確獲取車內(nèi)環(huán)境。同時，控制器通過CAN與空調(diào)控制面板通訊，可以實時的獲取駕駛員對環(huán)境的要求。利用內(nèi)部算法，通過CAN來控制空調(diào)壓縮機與空調(diào)PTC，鼓風(fēng)機并且通過控制風(fēng)門電機，閥門等執(zhí)行器件，來達到對車內(nèi)環(huán)境的精確控制。

詳細的空調(diào)控制器框圖如下：

圖 2.  空調(diào)控制器框圖

1. 關(guān)鍵器件推薦

主控：空調(diào)控制器由于需要連接車內(nèi)多個傳感器，需要較為復(fù)雜的控制算法，對主控的FLASH大小和ADC路數(shù)要求較高。NXP的S32K系列MCU，資源豐富，性價比高。Flash從128KB到2MB，ADC路數(shù)從13路到64路。足以勝任不同需求的空調(diào)控制器應(yīng)用。

圖3.  S32K系列資源

多路H橋驅(qū)動：ON的NCV772x (x: 1,3,4,5,6)系列，最多可驅(qū)動11個直流電機。具有如下特點：

·   0.5A持續(xù)電流，1.1A峰值電流；

·   5MHz SPI 通訊

·   兼容5V和3.3V的系統(tǒng)；

·   過壓、欠壓關(guān)斷；過溫、過流保護；

·   輕載檢測；

·   故障錯誤上報；

圖4.  NCV7726典型應(yīng)用

多路低邊驅(qū)動：ELMOS的E520.01（12通道）、 E520.03（8通道），是具有堵轉(zhuǎn)檢測的多通道低邊驅(qū)動芯片。對于步進電機驅(qū)動場合十分適用，其特點如下：

·   (RON typ. 1.2Ohm / IMAX = 350mA)，帶堵轉(zhuǎn)檢測功能

·   開路、過溫檢測、短路檢測和限制、驅(qū)動感性負載可輸出箝位

·   輸出可并聯(lián)驅(qū)動更大負載

·   數(shù)字電壓范圍3V~5.5V

·   待機電流小 <1uA

·   SPI接口與MCU通訊

圖5.  E520.0x 框圖