基于NXP S912ZVML12F3MKH的250W汽车电动燃油泵解决方案

电动燃油泵是汽车发动机电子汽油喷射系统中的一个重要组成部分，电动燃油泵总成主要由油泵、支架及油位传感器、储油罐（选装）和油压调节器（有限回油系统）组成。电动燃油泵的作用是把燃油从燃油箱中抽取出来，经燃油滤清器过滤后输送到压力调节器，再送往发动机燃油分配管，并保持一定的压力。燃油泵为涡轮式单级电动燃油泵，由ECU通过燃油泵继电器控制工作，油泵的出口处设计有单向阀，在发动机不工作时，油管内的存油不会回泄到油箱，以保证再次启动性能。
目前大多数汽车电动燃油泵(EFP)是基于直流电机开发的，但基于BLDC的EFP越来越受欢迎，特别是在高端汽车品牌中的电动燃油泵。S12ZVM-EFP 设计是为了满足这个不断增长的市场而开发的，S12ZVM系列采用增强型S12Z内核架构，实现先进电机控制算法的实施，如磁场定向控制。子系统包括受ECC保护的闪存和RAM内存以及一个4字节可擦除EEPROM。外设包括特定电机控制特性，如双12位模数转换器，该转换器能够通过可编程触发器同步先进的PWM模块和故障保。S912ZVM系列 MCU 框图如下：

为了加速用户基于S912ZVM系列MCU的通用电子应用开发，提供了基于S9S12ZVML12F3MKH的开发套件。该方案的硬件系统框图如下：

8~16V的VBAT电源输入首先通过防反接保护电路获得Vin，Vin接至三相逆变桥和充电泵电路，电荷泵电路可以将输入电压提升到一个更高的电压，并确保反向电路可以正常工作。Vin也接到升压电路，然后接S12ZVML128的VSUP PIN。三相逆变电路中有3个采样电阻：2个采样电阻在A相和C相上，1个采样电阻在母线上。单电阻和双电阻开关有2个跳线设置：默认设置为双电阻采样。

BDM接口用于S12ZVML12F3MKH MCU的程序下载和调试，同时设计了一个TTL电平的UART接口用于与上位机的FreeMASTER MCAT电机参数调节GUI工作通信。

为了支持位置和速度传感器，预留了一个HALL传感器和一个编码器接口从而实现有传感器的FOC算法，信号调理和放大电路保证了BLDC/PMSM电机的三相电流采集和无传感器FOC算法反电动势采集。
       参考设计板的信号接口分布如下图：

各个接口的信号分配如下表：

GUI调试界面：

► 场景应用图

► 产品实体图

► 展示版照片

► 方案方块图

► 核心技术优势

（1）支持12V系统，输出250W功率的FOC BLDC/PMSM 电机控制应用 （2）支持多种电机的直接参数调节 （3）支持电机快速启动，从静止到额定转速的启动时间 < 150 毫秒 （4）通过电流交叉I/F启动和初始位置检测算法确保电机启动成功 （5）支持单电阻、双电阻采样算法 （6）支持过压(OV)、欠压(UV)、过流(OC)、过温(OT)和短路等诊断和保护 （7）实现了堵转检测和弱磁控制等高级电机控制算法

► 方案规格

（1）支持8-16V的直流电源输入

（2）支持无传感器 (Sensorless) FOC BLDC/PMSM电机控制

（3）支持Hall和Encoder的有传感器FOC BLDC/PMSM电机控制

（4） 支持PWM/LIN 控制命令调速