如何利用英飛凌MOTIX? embedded power硬件機制標定小電機ECU

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背景介紹

英飛凌MOTIX? MCU專為實現(xiàn)一系列電機控制應用的機電電機控制解決方案而設(shè)計，在這些應用中，小尺寸封裝和最少數(shù)量的外部組件是必不可少的，包括但不限于：車窗升降器，天窗，雨刮器 ，燃油泵，HVAC風扇，發(fā)動機冷卻風扇，水泵。由于電機量產(chǎn)的參數(shù)的非一致性。需要對這些小電機進行產(chǎn)線級別標定。以下是一些適配MOTIX? MCU 硬件特性的標定方法參考。

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系統(tǒng)拓撲圖

MOTIX? MCU系列屬于SoC (System on Chip) 級產(chǎn)品，集成了MCU，LDO，gate driver，電流采樣，LIN/CAN收發(fā)器等模塊。針對BLDC電機控制，我們推薦TLE987x和TLE989x系列，其內(nèi)部框圖如下所示，前者是針對LIN通信方案，后者是針對CAN通信方案。詳細的信息和文檔，可點擊閱讀原文，訪問英飛凌官網(wǎng)。

TLE987x內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

基本上面所述的小電機應用基本都是如下的框圖，由MOTIX? MCU, mosfet, external sensor 接口，通訊口，MON電源檢測口?，F(xiàn)在我們就來看看怎么使用MOTIX? MCU的一些硬件功能用來做產(chǎn)線終檢。

TLE9893 150W 冷卻油泵參考設(shè)計

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推薦檢測流程

A: PCBA檢測流程，不接電機

軟硬件版本管理

一般的ECU都有自己的軟件版本，硬件版本，以及電機版本信息。這些項目信息可以存放在 MOTIX? MCU的flash里面并可以考慮加上軟件checksum，也可以預留通訊協(xié)議讓上位機和 ECU通訊，把項目信息回讀并驗證。

TLE987x的LIN 通訊口和 PWM通訊口可以做到分時復用，只用一個硬件資源。

這樣就驗證了，通訊口是否正常，軟硬件版本是否正確。

供電電壓測試以及標定

1. 先給一個Vbat 電壓VbatLow，測量相關(guān)母線電壓并返回。

2. 再給一個 Vbat 電壓VbatHigh， 測量相關(guān)母線電壓并返回。

3. 回到正常供電電壓，把charge pump 功能關(guān)閉，charge pump關(guān)閉前后測量VDH 電壓并返回。如果防反接電路工作正常，關(guān)閉前后VDH電壓會有變化。

這步可以驗證了反接mos能否正常打開，ADC2各級電壓監(jiān)控是否正常

相電壓檢測

電機相線可以考慮連接外部電壓源，參考電壓可以是 VDH和 GND

1. Phase1 給高，Phase2，Phase3 給低，執(zhí)行硬件 off state 診斷。能在不開mosfet的情況下報出一個通道和電源短路，兩個通道和GND短路。相應的反電動勢比較器也能報出對應的狀態(tài)。

2. 輪換著Phase2 給高，在輪換著Phase 3給高 測試兩次。

3. 什么都不接，執(zhí)行off state 開路診斷。能夠正確診斷。

這步可以檢測，各個器件從UVW到MCU是否焊接好。電機在off state診斷情況下的短電源，短地以及開路。

Shunt 電流以及運放offset檢測。

在零電流的情況下，測試流過Shunt的漏電流，以及運放偏置的檢測，并和合理值作比較。

死區(qū)觀察

目標是測量驗證 mosfet的開關(guān)死區(qū)時間。

1. HS 開50%的占空比。LS開50%占空比+- 死區(qū)時間。此時應該沒有電流流過上下管。

2. LS 開50%的占空比。HS開50%占空比+- 死區(qū)時間。此時應該沒有電流流過上下管。

這樣就驗證了，死區(qū)合理，沒有漏電流。

溫度檢測以及sensor接口檢測

軟件內(nèi)部讀出當前sensor的返回值，判斷合理性。如果需要做sensor的標定，也可以考慮在這里做。

另外TLE9893 可以做外部AD口的 硬件斷線檢測。內(nèi)部有一個激勵源可以做外部AD的線有沒有穩(wěn)定連接。

至此，和MOTIX? MCU硬件特性有關(guān)的終檢建議完畢，用戶可以增加自己的策略，使檢測的良品率更高。

B: 模塊組裝，接電機

逆變器電路測試

順序打開UVW三相，如圖，開啟U相上管，V，W相下管。測試電流值，以及反電動勢比較器的輸出。目的是測試電機的繞組是否能順利導通，以及電流通過是否合理。

低功耗電流測試，待機電流測試，ECU端子阻抗測試

目的是檢測ECU電流，電阻是否合理。

電機帶負載測試

通過發(fā)指令讓電機加載到額定功率，并觀察母線電流，電機轉(zhuǎn)速是否在合理值。

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總結(jié)

英飛凌MOTIX? MCU 在12V小電機應用中提供了豐富的硬件診斷模塊幫助客戶更好地量產(chǎn)自己的小電機ECU。有相關(guān)需求的客戶或者合作伙伴，可以掃描下列二維碼留下你的聯(lián)系方式。

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