安森美應用于汽車自動空調(diào)的電源、電機驅(qū)動及分立

用于汽車空調(diào)的電機驅(qū)動器

根據(jù)不同的地區(qū)及不同汽車整車廠的配置需求，汽車空調(diào)風門執(zhí)行器可以采用不同的拓撲結(jié)構(gòu)，如直流電機、單極性步進電機及雙極性步進電機。

最常見的風門執(zhí)行器是直流電機，并集成位置傳感器，將風門位置信號反饋給微控制器。為控制直流電機的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，需要使用2個高邊(HS)開關(guān)及2個低邊(LS)開關(guān)組成全橋電路。通常情況下，這些高邊或低邊開關(guān)已經(jīng)集成各種完善的保護，如過壓保護、過載保護及過溫保護等。在步進電機方面，單極性步進電機需使用4個低邊開關(guān)，而雙極性步進電機需使用4個高邊開關(guān)和4個低邊開關(guān)。

圖4：汽車空調(diào)風門執(zhí)行器的電機結(jié)構(gòu)及驅(qū)動需求

直流電機風門執(zhí)行器的工作電流一般在100mA左右，最大堵轉(zhuǎn)電流小于450mA。此外，需要H橋驅(qū)動來改變運行方向。電機驅(qū)動器還需要故障診斷報告，且提供足夠的保護功能。安森美半導體的NCV77xx系列器件可用于驅(qū)動直流電機風門執(zhí)行器，如NCV7718。NCV7718是一款六路半橋驅(qū)動器，高、低邊在驅(qū)動器芯片內(nèi)部連接，并以H橋輸出。這器件以6路PMOS作為高邊驅(qū)動，6路NMOS作為低邊驅(qū)動，能夠提供0.55 A持續(xù)驅(qū)動電流，集成了內(nèi)部續(xù)流二極管。NCV7718能以正向、反向、制動及高阻態(tài)工作，能夠通過16位SPI接口控制，帶有專門設(shè)計用于汽車及工業(yè)運行控制應用的保護功能，如欠壓及過壓鎖定、過流保護、過溫保護、欠載保護及鑒別故障報告等。

除了直流電機驅(qū)動器，安森美半導體還提供用于汽車空調(diào)的單極性及雙極性步進電機驅(qū)動器。安森美半導體的單極性步進電機驅(qū)動器包括NCV7608和NCV7240等。其中，NCV7608是8路高、低邊可配置驅(qū)動器，每通道能提供350 mA驅(qū)動電流，并提供完善的保護功能;NCV7240是8路低邊驅(qū)動器，每通道能提供600 mA驅(qū)動電流，可采用16位SPI接口控制，也提供完善的保護功能(如開路診斷、過載保護及過溫保護等)。這兩款器件分別采用SOIC28和SSOP24封裝。

圖5：安森美半導體NCV70501及AMIS-30730雙極性步進電機驅(qū)動器框圖

安森美半導體用于汽車空調(diào)的雙極性步進電機驅(qū)動器包括AMIS-30730和NCV70501等。汽車空調(diào)的進氣風門需要采用低噪音設(shè)計，因為這個執(zhí)行器是連續(xù)工作模式。采用NCV70501這樣的雙極性步進電機驅(qū)動器可以實現(xiàn)低噪音。NCV70501通過H橋驅(qū)動步進電機，可以通過設(shè)置內(nèi)部寄存器來改變電機的方向和步數(shù)等。AMIS-30730則是單芯片智能步進電機驅(qū)動器方案，內(nèi)部包含雙極性步進電機驅(qū)動、微控制器(MCU)內(nèi)核、LIN接口、ROM、RAM及EEPROM等。

外部負載高邊或低邊驅(qū)動器

除了風門執(zhí)行器，還需要驅(qū)動或控制外部負載，如中央電器盒。安森美半導體提供用于外部負載驅(qū)動的SmartFET，可用于高邊或低邊驅(qū)動，如NCV8440、NCV8401/2/3/5/6等低邊驅(qū)動器，以及NCV8450、NCV8452等高邊驅(qū)動器。這些SmartFET是帶保護的MOSFET，在功率MOSFET的基礎(chǔ)上增加了多種保護功能及高邊或低邊驅(qū)動等。以NCV8452高邊SmartFET為例，這器件的導通阻抗為200 m，過壓保護等級為41 V，輸出電流限制值為1 A，集成了豐富的保護特性，如短路保護、過載保護、過溫關(guān)斷及自動重啟、內(nèi)部鉗位二極管過壓保護、ESD保護 及邏輯電平控制等。

圖6：汽車空調(diào)外部負載的高邊或驅(qū)動架構(gòu)及高邊驅(qū)動器NCV8452應用示例