英飞凌基于ARM内核的汽车级电机控制集成芯片
如图5和6所示,常见的一对级无刷直流电机模型,CCPOS0/1/2连接到H0/1/2捕捉霍尔信号,自动对比寄存器内的下一个霍尔信号,如果相等则表明此刻需要换向,硬件自动输出对应的COUT60/1/2和CC60/1/2信号,控制6个MOSFET的A+、B+、C+、A-、B-、C-,同时触发中断,工程师可以在中断程序中编写代码,更新下一个霍尔信号对应输出的寄存器,采集电流值或者其他反馈信号。
2.2 无霍尔无刷直流电机控制
TLE987X系列同样集成了反电动势检测模块来应对无霍尔的无刷直流电机方案,在反电动势过零点时比较器输出信号,替代原有的霍尔信号,相比有霍尔方案,无霍尔方案需要工程师做更多的工作和研究算法,一般来说会遇到以下的一些困难:
● 电机换向和反电动势过零点有理论上的30°角度差,需要根据实时的速度信息估算换向时间差
● 电机静止时没有反电动势,低速时反电动势很低,很难检测或是信号不稳定,需要启动及低速的开环运行算法
2.3 其它电机控制
汽车应用中另外一种常见的电机是永磁同步电机,这类电机除了需要输出正弦波,一般还需要FOC(Field Oriented Control)算法支持,这就要求微处理器具有高效的乘除法和其它数学函数的处理能力,32位处理能力的ARM® CORTEX™ M3内核可以轻松处理这类算法,并且可以得到ARM公司丰富的标准函数库支持。
3 汽车应用
TLE986X系列和TLE987X系列管脚兼容,使用相同的VQFN-48封装,7mm×7mm的尺寸非常小,相比传统的4到5种芯片方案节省了相当大的空间,满足AEC(Automotive Electronic Council)汽车芯片等级要求,特别适用于汽车应用中需要将控制器集成在电机机械封装内的应用场合,比如油泵、水泵、散热风扇、自动空调和天窗门窗等车身电控系统的电机控制,只需要通过一根LIN总线就可以收发信息,和其它控制器进行交互,同时这些电控系统并不需要像电子助力转向系统这样非常高的控制精度和反应速度,24MHz或者40MHz处理速度足够应对。
参考文献:
[1]Infineon Technologies AG. ——TLE9869QX Microcontroller with LIN and H-Bridge MOSFET Driver for Automotive Applications, User’s Manual, Rev.0.34, 2013-12-19
[2]Infineon Technologies AG. ——TLE9879QX Microcontroller with LIN and H-Bridge MOSFET Driver for Automotive Applications, User’s Manual, Rev.0.34, 2013-12-19
[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
[4]Infineon Technologies AG. ——TLE9879QX Microcontroller with LIN and H-Bridge MOSFET Driver for Automotive Applications, Target Data Sheet, Rev.0.33, 2014-01-23
[5]Infineon Technologies AG. ——Sensorless Brushless DC Motor Control Using Infineon 8-bit XC866 Microcontroller, Rev.1.0, 2006-10
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