汽車暖通空調系統(tǒng)：閥門控制

一個新的采用智能功率技術的車用暖通空調系統(tǒng)閥門驅動器

摘要

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

今天，汽車空調通風系統(tǒng)已經非常普及，市場對暖通空調系統(tǒng)的需求量已經與出廠汽車的數量相當。

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

這三種系統(tǒng)存在于不同的地區(qū)市場和汽車市場。

自動空調和半自動空調的通風閥是由步進電機或直流電機驅動的。

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

意法半導體的智能功率驅動器集成一個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式電源模塊，用于控制一個外部升壓轉換器，使其能夠同時驅動4臺步進電機（雙極電機）或者不通過升壓轉換器依次驅動3臺步進電機。在直流電機應用環(huán)境中，這些器件可同步驅動最多4臺直流電機或依次驅動7臺直流電機。

此外，兩個采用多路復用技術的電流監(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(HVAC)系統(tǒng)能夠向車廂輸送冷風或熱風，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，濾除車廂內的花粉、塵土和異味。

最近，我們看到小轎車對空調系統(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，空調系統(tǒng)變得日益復雜，相關法規(guī)也越來越多。事實上，現代空調系統(tǒng)將車內分為四個不同的區(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系統(tǒng)的小轎車，空調系統(tǒng)的產量幾乎等于小轎車的產量。

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

驅動通風閥控制器的新型智能功率芯片

空調系統(tǒng)可以分為三大類型:手動空調、半自動空調和全自動空調。自動空調系統(tǒng)的通風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)的復雜性和客戶需求。

典型的通風閥電機配置是利用內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，為快速且精確地調整溫度，需要增加通風閥和電機的數量，這勢必導致車上的線束變得龐大和雜亂。 采用LIN總線驅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，為通風閥定位系統(tǒng)開發(fā)人員提供完整的保護功能和設計靈活性。這兩款產品都是由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。