【導讀】電機在汽車上的應用,讓汽車實現(xiàn)自動化,加強駕駛安全性以及舒適性。不同類型的電機因各自的特點而被應用到汽車上不同的功能模塊,有刷直流電機同樣也在汽車的多個功能模塊中用到。
一、有刷直流電機在汽車上的應用
電機在汽車上的應用,讓汽車實現(xiàn)自動化,加強駕駛安全性以及舒適性。不同類型的電機因各自的特點而被應用到汽車上不同的功能模塊,有刷直流電機同樣也在汽車的多個功能模塊中用到,如下圖所示。
圖 1 有刷直流電機應用
車窗自動升降器,現(xiàn)在基本上每輛車都有,無需再用傳統(tǒng)的手搖式;電動座椅調(diào)節(jié),同樣替代了傳統(tǒng)的手動機械式;電動尾箱與電動天窗,更是豪華車的配置,這些都通過有刷直流電機實現(xiàn)。
二、有刷直流電機驅(qū)動
驅(qū)動有刷直流電機,可以使用高邊驅(qū)動或者低邊驅(qū)動,控制電源連接到電機地輸入端即可,簡單而實用。當需要控制電機實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)時,可以搭建一個H橋來實現(xiàn),如下圖所示的H橋驅(qū)動。
圖 2 電機H橋驅(qū)動
簡單的H橋電路,可以使用兩個繼電器實現(xiàn),外部電路驅(qū)動繼電器閉合狀態(tài)即可。這樣的繼電器H橋驅(qū)動雖然簡單實用,但也有比較大的局限性,例如體積較大和開關(guān)速度較慢,而且在調(diào)速方面也顯得力不從心。在現(xiàn)在高功率密度需求的趨勢下,需要使用更高開關(guān)速度,體積更小的器件去替代繼電器。MOS管開關(guān)速度快,導通阻抗小,過電流能力強,非觸點式的電子開關(guān),非常適合用來替代繼電器驅(qū)動有刷直流電機,而且更容易縮小電路占用空間。由于MOS管的開關(guān)速度相對于繼電器來說非常高,所以可以通過PWM的方式來進行調(diào)速。
汽車電子設計的要求越來越高,功能安全與故障檢查機制是必不可少的一部分,設計符合汽車標準的直流有刷電機的驅(qū)動,固然優(yōu)先考慮選擇符合汽車標準的驅(qū)動芯片。
三、H橋預驅(qū)NCV7535
安森美推出的NCV7535是功能增強型的H橋驅(qū)動芯片,可通過SPI接口對其進行配置,可提供N-MOS防反接電路設計電荷泵,支持多種保護機制,是一款高集成度的汽車等級的芯片,芯片框架如下圖所示。
圖 3 NCV7535框架
NCV7535主要特點:
• 寬輸入電壓范圍;
• 提供電荷泵用于N-MOSFET防反接保護電路;
• 微控制器可SPI接口進行配置;
• 控制H橋?qū)崿F(xiàn)電機正反轉(zhuǎn);
• PWM輸入調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩與速度;
• 增強型的H橋預驅(qū),穩(wěn)定可靠;
• 支持主動續(xù)流與被動續(xù)流;
• 可編程壓擺率以及死區(qū)時間;
• 集成過壓、短路、過溫檢測以及保護等。
圖 4 NCV7535應用
NCV7535以汽車電子標準來設計,高度集成多個功能,非常適用于汽車的車窗控制,車門控制等(如上圖示例),穩(wěn)定可靠的電路方案,是有刷直流電機驅(qū)動的優(yōu)先選擇。
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