安森美半導(dǎo)體用于汽車空調(diào)系統(tǒng)的高能效方案

　　汽車空調(diào)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)對車廂內(nèi)空氣進(jìn)行制冷、加熱、換氣和空氣凈化的裝置，可以為乘車人員提供舒適的乘車環(huán)境，降低駕駛員的疲勞強(qiáng)度，提高行車安全。今天，空調(diào)裝置已成為衡量汽車功能是否齊全的標(biāo)志之一。安森美半導(dǎo)體一直致力于滿足汽車空調(diào)中越來越苛刻的需求，以優(yōu)秀的產(chǎn)品不斷提高汽車空調(diào)系統(tǒng)的安全性、可靠性及燃油經(jīng)濟(jì)性。

　　汽車空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及供電要求

　　現(xiàn)代汽車空調(diào)系統(tǒng)由制冷系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)、通風(fēng)和空氣凈化裝置及控制系統(tǒng)等組成。圖1中的綠色部分是安森美半導(dǎo)體為汽車空調(diào)系統(tǒng)提供的各種器件?！　?/p>

 

　　汽車空調(diào)系統(tǒng)典型的供電架構(gòu)是為微控制器(MCU，亦俗稱“單片機(jī)”)、傳感器及其他板載控制芯片、LED供電。通常，單片機(jī)消耗電流一般小于50mA;風(fēng)門位置傳感器、光線傳感器、溫度傳感器等需要的電流也小于50 mA;板載控制芯片，如A/D芯片、總線并轉(zhuǎn)串或運(yùn)放等也是這樣;作為背光和按鈕顯示的LED的電流消耗取決于按鈕的數(shù)量及整體亮度，通常與單片機(jī)相關(guān)。所以，整個(gè)系統(tǒng)的電流一般在150mA以內(nèi)。

　　24 V系統(tǒng)電源供電需要考慮高耐壓產(chǎn)品，滿足熱管理要求，以及電源效率和成本控制等問題。其結(jié)構(gòu)有兩種，一種是24 V電源經(jīng)大功率TVS(瞬態(tài)電壓抑制器)，由低壓降穩(wěn)壓器(LDO)轉(zhuǎn)換為5 V，同時(shí)為電機(jī)驅(qū)動(dòng)供電，TVS可用來防止易受攻擊的電路受到電氣過應(yīng)力及快速過電壓的影響;另一種是24 V電源經(jīng)成本較高的DC/DC降壓到12 V，再經(jīng)LDO轉(zhuǎn)換為5 V并為電機(jī)驅(qū)動(dòng)供電。

　　12 V系統(tǒng)電源供電經(jīng)LDO為MCU、傳感器及其他器件供電，同時(shí)直接為DC電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)等電機(jī)驅(qū)動(dòng)供電。12 V系統(tǒng)要考慮的是系統(tǒng)成本、低靜態(tài)電流(Iq)和封裝。適用于汽車空調(diào)的LDO包括NCV4264-2、NCV8660B、NCV8664、NCV8669、NCV4269A、NCV4279A、NCV4299、NCV4299AD、NCV4266、NCV8501、NCV8502、NCV2931、NCV8768和NCV8769。

　　安森美半導(dǎo)體還提供為傳感器供電、具有完善保護(hù)功能的電壓跟隨器，如NCV8184。這是一款單片LDO跟隨穩(wěn)壓器，提供可調(diào)節(jié)的緩沖輸出電壓，可密切匹配參考輸入電壓(精度可達(dá)±3 mV)。該器件的輸出電流能力(Iout)為70 mA，在50 mA電流時(shí)的典型壓降僅為0.35 V;靜態(tài)電流僅為70 μA，并有使能引腳。　　

 

　　豐富的汽車空調(diào)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方案

　　汽車空調(diào)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的對象主要有風(fēng)門執(zhí)行器、智能高低邊、鼓風(fēng)機(jī)和LED。

　　1. 風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)

　　風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)因不同整車廠的配置需求而異，有直流電機(jī)、單極性步進(jìn)電機(jī)及雙極性步進(jìn)電機(jī)幾種。直流電機(jī)集成了位置傳感器，將風(fēng)門位置信號反饋給單片機(jī)。為控制直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，需要使用2個(gè)高邊(HS)開關(guān)及2個(gè)低邊(LS)開關(guān)組成全橋電路。通常，這些高邊或低邊開關(guān)已經(jīng)集成各種完善的保護(hù)，如過壓保護(hù)、過載保護(hù)及過溫保護(hù)等。單極性步進(jìn)電機(jī)需使用4個(gè)低邊開關(guān)，而雙極性步進(jìn)電機(jī)需使用4個(gè)高邊開關(guān)和4個(gè)低邊開關(guān)來驅(qū)動(dòng)。

　　直流電機(jī)風(fēng)門執(zhí)行器的正常工作電流約為100 mA，最大堵轉(zhuǎn)電流小于450 mA;另外需要H橋驅(qū)動(dòng)來改變運(yùn)行方向，以及故障診斷報(bào)告功能和芯片內(nèi)保護(hù)功能。安森美半導(dǎo)體的NCV77xx系列器件(如NCV7718)可用于驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)風(fēng)門執(zhí)行器，其中NCV7718是一款6路半橋驅(qū)動(dòng)器，芯片內(nèi)部連接了高低邊，以H半橋作為輸出。