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具有功能安全特点的EPS电控系统方案(中)

作者:​ 李超 王龙飞时间:2017-02-22来源:电子产品世界收藏

接上期
4  基于英飞凌产品的汽车系统解决方 案从机械和电气角度,系统可分划为机械系统和 系统。图7为基于英飞凌产品的汽车系统方框图。 EPS电控系统又可细分为ECU电子控制单元、 电机及传感 器三部分。图7所示的浅蓝色区域为ECU的控制电路(也叫 逻辑电路),浅黄色区域为功率电路。简要工作关系如下所 述。由图7可知,电池12V电源分别供给了控制电路和功率电路,控制电路通过外围的扭矩传感器检测到驾驶员手转方向盘的力矩,在得知驾驶员的转向意图后控制电路会在极短
的时间内采集到相关信息,包括转角传感器的方向盘转角 信号、通过CAN总线或Flexrey总线传来的车速等相关行驶数 据,然后根据控制电路单片机中预设的转向助力特性曲线 控制功率电路产生出所需的三相电流给三相永磁同步电机 PMSM或直流无刷电机BLDC,进而驱动机械系统,输出对 应的扭矩。下面重点介绍控制电路、功率电路和外围传感器。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201702/344305.htm

图7 基于英飞凌产品的汽车EPS电控系统方框图
1)控制电路
控制电路在整个EPS电控系统中起着中枢核心作用。它 既要进行底层FOC(Field Oriented Control)电机控制的计算, 又要进行应用层助力特性曲线的拟合计算并快速响应,同时 还要执行采集各种输入信息监控整个电控系统等任务。因而 EPS系统对控制电路的计算精度和速度及可靠性都提出了很 高的要求。要能检测到控制电路的故障相切断单元,以保证 功能安全目标的实现。

图8  TLF35584内置的监控功能
一代安全多路输出电源芯片。TLE9180是Infineon新型带SPI
通讯的新型三相桥驱芯片。三个主芯片均遵循Infineon内部 PROSILTM的功能安全设计流程。经过PROSILTM流程把控的 产品方便用户更快更容易设计出满足IEC 61508和 ISO 26262 标准安全等级的部件。因为PROSILTM流程从芯片级层面就 开始考虑系统功能安全所需的芯片功能模块,并使得芯片内 部关键的功能安全模块所实现的功能在出厂前就已经达到对 应的ASIL等级。

●   集成了4对差分输入通道的DSADC,可用其中两对通
道直接对两路旋转变压器输出信号同时采样,无需昂贵旋变 解码芯片便能实现软解码功能;
●   AD转换单元提供了4个转换核,可同时对4路单端模
拟信号采样,满足了用户对电机多个相电流同时采样的需 求。
(b)电源芯片:TLF35584 多路输出安全电源
TLF35584是Infineon新一代配微处理器的多路输出安全 电源芯片。主要用于功能安全相关的汽车部件,如电动助 力转向、 刹车、 悬挂、 网关、 引擎控制、 变速箱、 xEV及 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems)等。
功能特点如下:
●    遵循ISO26262标准, 支持用户安全功能实现相关
ASIL等级;
●  宽输入电压范围:3 - 40V;
●  BUCK/BOOST预稳压电路结构;
●  6路独立后置稳压器输出结构;
●  微处理器供电:3.3V或5V @ 600mA;
●    单片机AD转换单元模拟供电及参考:5V @ 150mA (±1%);
●      两 路 跟 踪 模 拟 电 压 的 外 部 传 感 器 供 电 : 5 V @
150mA;
●  通讯专用供电:5V @ 200mA;
●  待机供电:3.3V或5V @ 10mA;
●  使能和唤醒功能;
●  SPI总线接口,可实现和MCU监测信息的通讯;
● 稳定的中间电源5.8V可用于产生单片机板所需的其它 电源供电,如旋变激励所用的12V等;
● 功能安全相关特点:多个独立的电压基准用于电源 产生及监测、过欠压及故障监测、功能看门狗和窗口看门 狗、功能安全状态控制输出(两路safety path)、内嵌自检。



关键词: EPS 电控

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