英飛凌基于ARM內核的汽車級電機控制集成芯片
如圖5和6所示,常見的一對級無刷直流電機模型,CCPOS0/1/2連接到H0/1/2捕捉霍爾信號,自動對比寄存器內的下一個霍爾信號,如果相等則表明此刻需要換向,硬件自動輸出對應的COUT60/1/2和CC60/1/2信號,控制6個MOSFET的A+、B+、C+、A-、B-、C-,同時觸發(fā)中斷,工程師可以在中斷程序中編寫代碼,更新下一個霍爾信號對應輸出的寄存器,采集電流值或者其他反饋信號。
2.2 無霍爾無刷直流電機控制
TLE987X系列同樣集成了反電動勢檢測模塊來應對無霍爾的無刷直流電機方案,在反電動勢過零點時比較器輸出信號,替代原有的霍爾信號,相比有霍爾方案,無霍爾方案需要工程師做更多的工作和研究算法,一般來說會遇到以下的一些困難:
● 電機換向和反電動勢過零點有理論上的30°角度差,需要根據(jù)實時的速度信息估算換向時間差
● 電機靜止時沒有反電動勢,低速時反電動勢很低,很難檢測或是信號不穩(wěn)定,需要啟動及低速的開環(huán)運行算法
2.3 其它電機控制
汽車應用中另外一種常見的電機是永磁同步電機,這類電機除了需要輸出正弦波,一般還需要FOC(Field Oriented Control)算法支持,這就要求微處理器具有高效的乘除法和其它數(shù)學函數(shù)的處理能力,32位處理能力的ARM® CORTEX™ M3內核可以輕松處理這類算法,并且可以得到ARM公司豐富的標準函數(shù)庫支持。
3 汽車應用
TLE986X系列和TLE987X系列管腳兼容,使用相同的VQFN-48封裝,7mm×7mm的尺寸非常小,相比傳統(tǒng)的4到5種芯片方案節(jié)省了相當大的空間,滿足AEC(Automotive Electronic Council)汽車芯片等級要求,特別適用于汽車應用中需要將控制器集成在電機機械封裝內的應用場合,比如油泵、水泵、散熱風扇、自動空調和天窗門窗等車身電控系統(tǒng)的電機控制,只需要通過一根LIN總線就可以收發(fā)信息,和其它控制器進行交互,同時這些電控系統(tǒng)并不需要像電子助力轉向系統(tǒng)這樣非常高的控制精度和反應速度,24MHz或者40MHz處理速度足夠應對。
參考文獻:
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[3]Infineon Technologies AG. ——TLE9869QX Microcontroller with LIN and H-Bridge MOSFET Driver for Automotive Applications, Target Data Sheet, Rev.0.33, 2014-01-23
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