安森美半導體用于汽車空調系統的高能效方案

　　汽車空調系統是實現對車廂內空氣進行制冷、加熱、換氣和空氣凈化的裝置，可以為乘車人員提供舒適的乘車環境，降低駕駛員的疲勞強度，提高行車安全。今天，空調裝置已成為衡量汽車功能是否齊全的標志之一。安森美半導體一直致力于滿足汽車空調中越來越苛刻的需求，以優秀的產品不斷提高汽車空調系統的安全性、可靠性及燃油經濟性。

　　汽車空調系統結構及供電要求

　　現代汽車空調系統由制冷系統、供暖系統、通風和空氣凈化裝置及控制系統等組成。圖1中的綠色部分是安森美半導體為汽車空調系統提供的各種器件。　　

 

　　汽車空調系統典型的供電架構是為微控制器(MCU，亦俗稱“單片機”)、傳感器及其他板載控制芯片、LED供電。通常，單片機消耗電流一般小于50mA;風門位置傳感器、光線傳感器、溫度傳感器等需要的電流也小于50 mA;板載控制芯片，如A/D芯片、總線并轉串或運放等也是這樣;作為背光和按鈕顯示的LED的電流消耗取決于按鈕的數量及整體亮度，通常與單片機相關。所以，整個系統的電流一般在150mA以內。

　　24 V系統電源供電需要考慮高耐壓產品，滿足熱管理要求，以及電源效率和成本控制等問題。其結構有兩種，一種是24 V電源經大功率TVS(瞬態電壓抑制器)，由低壓降穩壓器(LDO)轉換為5 V，同時為電機驅動供電，TVS可用來防止易受攻擊的電路受到電氣過應力及快速過電壓的影響;另一種是24 V電源經成本較高的DC/DC降壓到12 V，再經LDO轉換為5 V并為電機驅動供電。

　　12 V系統電源供電經LDO為MCU、傳感器及其他器件供電，同時直接為DC電機和步進電機等電機驅動供電。12 V系統要考慮的是系統成本、低靜態電流(Iq)和封裝。適用于汽車空調的LDO包括NCV4264-2、NCV8660B、NCV8664、NCV8669、NCV4269A、NCV4279A、NCV4299、NCV4299AD、NCV4266、NCV8501、NCV8502、NCV2931、NCV8768和NCV8769。

　　安森美半導體還提供為傳感器供電、具有完善保護功能的電壓跟隨器，如NCV8184。這是一款單片LDO跟隨穩壓器，提供可調節的緩沖輸出電壓，可密切匹配參考輸入電壓(精度可達±3 mV)。該器件的輸出電流能力(Iout)為70 mA，在50 mA電流時的典型壓降僅為0.35 V;靜態電流僅為70 μA，并有使能引腳。　　

 

　　豐富的汽車空調系統驅動方案

　　汽車空調系統驅動的對象主要有風門執行器、智能高低邊、鼓風機和LED。

　　1. 風門執行器驅動

　　風門執行器驅動的拓撲結構因不同整車廠的配置需求而異，有直流電機、單極性步進電機及雙極性步進電機幾種。直流電機集成了位置傳感器，將風門位置信號反饋給單片機。為控制直流電機的正轉或反轉，需要使用2個高邊(HS)開關及2個低邊(LS)開關組成全橋電路。通常，這些高邊或低邊開關已經集成各種完善的保護，如過壓保護、過載保護及過溫保護等。單極性步進電機需使用4個低邊開關，而雙極性步進電機需使用4個高邊開關和4個低邊開關來驅動。

　　直流電機風門執行器的正常工作電流約為100 mA，最大堵轉電流小于450 mA;另外需要H橋驅動來改變運行方向，以及故障診斷報告功能和芯片內保護功能。安森美半導體的NCV77xx系列器件(如NCV7718)可用于驅動直流電機風門執行器，其中NCV7718是一款6路半橋驅動器，芯片內部連接了高低邊，以H半橋作為輸出。