英飞凌基于ARM内核的汽车级电机控制集成芯片

作者：刘赓李诗念钱伟喆时间：2014-08-26 来源：电子产品世界

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编者按：　　摘要：本文介绍了常见的几种在汽车车身上的电机应用，包括直流有刷电机控制，有霍尔/无霍尔直流无刷电机控制和永磁同步电机控制，不论是哪一种电机控制方案，英飞凌公司推出的基于ARM内核的Embedded Power IC都是最理想的选择。　　引言　　随着电机在汽车上的广泛应用，如何降低能耗，减少噪音，成了工程师们面临的新难题，传统的电动油泵、电动水泵和散热风扇由继电器控制直流电机的开通或者关断，不能进行调速，在怠速状况时电机仍然高速运转，如果采用脉宽调制控制的直流电机或者三相电机，则可以在不同的工况

　　基于ARM^® CORTEX™ M3内核的32位微控制器具备以下特点：

本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/262214.htm

　　● 24MHz或者40MHz主频
　　● 36KB~128KB FLASH可选
　　● 3KB或者6KB RAM可选
　　● 哈佛体系，独立的指令总线和数据总线
　　● RISC(Reduced Instruction-Set Computer)处理器支持最新Thumb-2指令集
　　● 三级流水线+分支预测
　　● 硬件自动压栈
　　● 32位2-12 周期硬件除法
　　● 单周期 (32x32)乘法
　　● 有位操作
　　● 内置系统节拍定时器
　　● 嵌套向量中断控制器
　　● 中断延迟最大12个时钟周期
　　● 方便操作系统移植
　　● 指令执行速度1.25DMIPS/MHz
　　● 功耗0.19mW/MHz

　　这些特点使得系统在电机控制FOC(Field Oriented Control)算法时游刃有余，在40MHz的主频下处理器负载不超过50%。

　　2 不同种类电机控制

　　常见在汽车车身上的电机应用包括直流有刷电机控制，有霍尔/无霍尔直流无刷电机控制和永磁同步电机控制，不论是哪一种电机控制方案，Embedded Power IC都是最理想的选择。

　　控制直流有刷电机算法相对简单，Embedded Power IC中的TLE986X系列可以轻松应对，只需要驱动全桥或者半桥，调制占空比的大小就可以控制直流电机电流大小;可以开环启动或者运行，系统不同反馈信号不同，比如电动油泵会有油压信号返回，电动水泵反馈水温信号。

　　TLE986X系列和TLE987X系列一样都集成了一路电流采样差分放大器，用来检测低边电流，做反馈或者诊断信号使用。

　　2.1 有霍尔无刷直流电机控制

　　有霍尔无刷直流电机控制方法简单，稳定可靠，作为最基本的三相电机控制方案在汽车上广泛使用，TLE987X系列集成了很多专有模块，只需要配置好寄存器，大部分工作可以交给硬件完成，最大程度的减轻了软件工程师同时也是处理器的负荷。

　　CCU6作为成熟的电机控制模块已经在英飞凌原有的8位微处理器以及上一代Embedded Power IC上得到使用。