汽車暖通空調(diào)系統(tǒng)：閥門控制

一個新的采用智能功率技術(shù)的車用暖通空調(diào)系統(tǒng)閥門驅(qū)動器

摘要

本文旨在于簡要介紹汽車暖通空調(diào)系統(tǒng)的特點，并詳細(xì)介紹如何使用一個智能功率驅(qū)動器控制通風(fēng)閥的定位。

今天，汽車空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)已經(jīng)非常普及，市場對暖通空調(diào)系統(tǒng)的需求量已經(jīng)與出廠汽車的數(shù)量相當(dāng)。

暖通空調(diào)系統(tǒng)基本上可分為三類:手動空調(diào)、半自動空調(diào)和全自動空調(diào)。

這三種系統(tǒng)存在于不同的地區(qū)市場和汽車市場。

自動空調(diào)和半自動空調(diào)的通風(fēng)閥是由步進電機或直流電機驅(qū)動的。

本文的目的是分析在先進暖通空調(diào)系統(tǒng)中使用意法半導(dǎo)體的智能功率器件驅(qū)動控制電動閥門有哪些特色和好處。

意法半導(dǎo)體的智能功率驅(qū)動器集成一個SPI總線控制級和多項保護功能，在輸出級集成8個或6個半橋電路，能夠驅(qū)動采用多種配置的直流電機和步進電機，同時為兩個同步運轉(zhuǎn)電機提供電流反饋功能。

在新推出的兩款器件，其中一款集成一個開關(guān)式電源模塊，用于控制一個外部升壓轉(zhuǎn)換器，使其能夠同時驅(qū)動4臺步進電機（雙極電機）或者不通過升壓轉(zhuǎn)換器依次驅(qū)動3臺步進電機。在直流電機應(yīng)用環(huán)境中，這些器件可同步驅(qū)動最多4臺直流電機或依次驅(qū)動7臺直流電機。

此外，兩個采用多路復(fù)用技術(shù)的電流監(jiān)測功能能夠檢測電機電流。通過適合的外部硬件，可以管理這兩個電流監(jiān)測功能的信號，使這些驅(qū)動器能夠支持無傳感器式位置檢測算法，從可以節(jié)省直流電機上的電位計。

前言

暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)能夠向車廂輸送冷風(fēng)或熱風(fēng)，為乘客和駕駛員提供一個安全、舒適、輕松的環(huán)境，提高車窗和后視鏡的玻璃的可視性，濾除車廂內(nèi)的花粉、塵土和異味。

最近，我們看到小轎車對空調(diào)系統(tǒng)的需求大幅增長。為確保汽車乘坐起來如同家里的沙發(fā)一樣舒適，空調(diào)系統(tǒng)變得日益復(fù)雜，相關(guān)法規(guī)也越來越多。事實上，現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)將車內(nèi)分為四個不同的區(qū)域，對每個區(qū)域進行獨立的氣候控制。因此，今天幾乎找不到一個沒有暖通空調(diào)系統(tǒng)的小轎車，空調(diào)系統(tǒng)的產(chǎn)量幾乎等于小轎車的產(chǎn)量。

自從汽車開始安裝空調(diào)的時候起，多項改良技術(shù)增加了現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)的復(fù)雜程度。隨著空調(diào)系統(tǒng)向半自動空調(diào)和全自動化發(fā)展，人們預(yù)測手動空調(diào)的市場占有率將會逐步減少，但是，考慮到手動空調(diào)是經(jīng)濟轎車的首選解決方案，我們可以斷定，手動空調(diào)系統(tǒng)不會很快退市。為順應(yīng)汽車空調(diào)市場的發(fā)展趨勢，滿足汽車廠商對暖通空調(diào)系統(tǒng)的需求，針對空調(diào)系統(tǒng)通風(fēng)閥定位電機應(yīng)用，意法半導(dǎo)體開發(fā)出兩款新的智能功率驅(qū)動器 L99MD01和L99MD02。 L99MD01通常用于高端空調(diào)解決方案，而L99MD02則滿足中檔空調(diào)系統(tǒng)的需求。

驅(qū)動通風(fēng)閥控制器的新型智能功率芯片

空調(diào)系統(tǒng)可以分為三大類型:手動空調(diào)、半自動空調(diào)和全自動空調(diào)。自動空調(diào)系統(tǒng)的通風(fēng)閥是由步進電機或直流電機來控制的，具體是哪種電機取決于系統(tǒng)的復(fù)雜性和客戶需求。

典型的通風(fēng)閥電機配置是利用內(nèi)置電位計的直流電機執(zhí)行位置檢測功能；另一種控制方法是采用單極步進電機。采用步進電機的解決方案有一大缺陷：連接通風(fēng)閥執(zhí)行器和電子氣候控制單元需要5條線。顯然，為快速且精確地調(diào)整溫度，需要增加通風(fēng)閥和電機的數(shù)量，這勢必導(dǎo)致車上的線束變得龐大和雜亂。 采用LIN總線驅(qū)動的機電控制方法是一個可行的解決方案，但是，成本的增加使這個解決方案僅適用于特別高檔的小轎車。

L99MD01和L99MD02能夠滿足客戶的多項需求。這兩個器件都定位于中高檔汽車市場，為通風(fēng)閥定位系統(tǒng)開發(fā)人員提供完整的保護功能和設(shè)計靈活性。這兩款產(chǎn)品都是由SPI總線控制，整合了完整的診斷和保護功能，能夠監(jiān)控所有的輸出。