應(yīng)用領(lǐng)域：sW0esmc
本方案針對的主要應(yīng)用領(lǐng)域有兩類：面向12V/24V的乘用車/商用車電子風(fēng)扇的控制；面向200V以下的新能源汽車的電池散熱風(fēng)扇的控制。sW0esmc
· 12V/24V的乘用車/商用車電子風(fēng)扇sW0esmc
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在高溫工作環(huán)境下必須得到適度的降溫，以使其保證在合適的環(huán)境溫度下工作，才能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的良好性能，耐久性和廢氣排放要求。因此發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)在此起到了保障發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的左右，而在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中，最重要的就是冷卻風(fēng)扇（Cooling Fan）的控制技術(shù)。sW0esmc
應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻上的風(fēng)扇控制方案，需要做到高可靠性，高效率，低噪音。sW0esmc
所以，我們采用BEMF控制方式來實(shí)現(xiàn)冷卻風(fēng)扇的控制方案。sW0esmc
· 200V以下的新能源汽車的電池散熱風(fēng)扇sW0esmc
新能源汽車電池散熱風(fēng)扇的工作在新能源汽車電池管理中起到了至關(guān)重要的作用，由于在高溫環(huán)境下電池健康狀態(tài)（SOH）會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的衰退，如不能很好的將溫度降低電池特性要求的溫度范圍之內(nèi)，對電池的充放電特性和壽命都有巨大影響。sW0esmc
應(yīng)用在新能源汽車的電池散熱風(fēng)扇方案，應(yīng)具備耐高溫高壓，低功耗，小體積和輕量化的特點(diǎn)。所以我們采用FOC的控制方式來實(shí)現(xiàn)新能源汽車的電池散熱風(fēng)扇的方案。sW0esmc
系統(tǒng)框圖：sW0esmc
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本方案基于32bit MCU系統(tǒng)，和整車進(jìn)行LIN通信，能快速接受車輛發(fā)送的調(diào)速信息；獨(dú)立的預(yù)驅(qū)芯片有強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)能力驅(qū)動(dòng)6路MOSFET，同時(shí)集成電流檢測和各種診斷保護(hù)功能，無需外置電路就可以對系統(tǒng)進(jìn)行完整的診斷和保護(hù)；六路MOSFET可以根據(jù)不同的應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整，可以驅(qū)動(dòng)功率達(dá)到400W電扇。sW0esmc
主要器件：sW0esmc
MCUsW0esmc
采用ST 高性能32bit 汽車級MCU SPC560P34L1，有ISO26262認(rèn)證，并符合AEC-Q100規(guī)范。該款MCU是專門為電機(jī)驅(qū)動(dòng)而開發(fā)，芯片主頻高達(dá)64MHz，64KB Data Flash，12KB RAM，1CH CAN，2CH LIN，內(nèi)置CTU和10CH 16bit的ADC，非常適合開發(fā)電機(jī)類的應(yīng)用。同時(shí)，這顆芯片既適合開發(fā)BEMF系統(tǒng)，又有足夠的資源來開發(fā)基于FOC算法的控制方案。sW0esmc
Pre-DriversW0esmc
選用ST L9907A作為預(yù)驅(qū)，和MCU通信并驅(qū)動(dòng)MOSFET。這顆芯片驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，灌電流達(dá)到700mA，能夠驅(qū)動(dòng)功率較大的MOSFET，使方案能適應(yīng)更大功率的風(fēng)扇；兼容3.3V的MCU接口，同時(shí)輸入電壓最高達(dá)到36V，能夠使用在12V/24V的汽車系統(tǒng)中。如需開發(fā)新能源車電池散熱風(fēng)扇，可將預(yù)驅(qū)替換為3顆A6388，這顆芯片有更高的耐壓值，可以適應(yīng)工作電壓在200V以下的新能源車系統(tǒng)。sW0esmc
MOSFETsW0esmc
使用ST最新STripFET6技術(shù)的STD120N4F6，導(dǎo)通電阻低至4mΩ，穩(wěn)態(tài)輸出能力達(dá)到40A，而且該款MOSFET有D2PAK，DPAK，TO-220多種封裝，能適合不同散熱尺寸的產(chǎn)品要求。sW0esmc
方案特點(diǎn)：sW0esmc
- 在采用FOC 算法時(shí)，明顯改善風(fēng)扇高速運(yùn)行時(shí)的噪音，最大轉(zhuǎn)速時(shí)電機(jī)單體噪音低于72dB(A)
- 與之前的算法相比，同樣轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)功耗降低20%，減少了整車排放
- 啟動(dòng)可靠性高，同時(shí)加入了順逆風(fēng)啟動(dòng)的優(yōu)化，以適應(yīng)不同的使用環(huán)境
- 占空比匹配電壓調(diào)速，通過外部調(diào)節(jié)電壓1.5V~12V的變化，來實(shí)現(xiàn)占空比0~100%的調(diào)速
- 能適應(yīng)多個(gè)系統(tǒng)，覆蓋12V/24V/48V的系統(tǒng)電壓要求
系統(tǒng)BOM：sW0esmc
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FOC控制算法 Vs BEMF控制算法sW0esmc
FOC控制算法和BEMF控制算法是BLDC電機(jī)應(yīng)用中的主流控制算法，我們在一系列的方案開發(fā)中，發(fā)現(xiàn)這兩種算法各有特點(diǎn)，在各自適合的應(yīng)用中往往會(huì)有很好的表現(xiàn)。
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小結(jié)：sW0esmc
隨著新能源汽車的崛起，現(xiàn)代汽車中使用的電機(jī)呈顯多樣化，多量化，如何開發(fā)一種硬件一致性強(qiáng)，軟件調(diào)整靈活的系統(tǒng)，有著巨大的市場需求。威雅利電子提供整體的解決方案，在控制無刷電機(jī)方面靈活多變，可適應(yīng)性強(qiáng)，除了冷卻風(fēng)扇應(yīng)用之外，還可以應(yīng)用在多個(gè)汽車無刷風(fēng)扇控制項(xiàng)目上。可以預(yù)期，隨著汽車節(jié)能減排和新能源車的大行其道，本方案會(huì)有更大的發(fā)展前景，希望和廣大客戶共享技術(shù)帶來的進(jìn)步。sW0esmc
