大聯大世平集團聯合多家原廠推出車載空調壓縮機驅動方案

2024年1月2日，致力于亞太地區市場的國際領先半導體元器件分銷商---大聯大控股宣布，其旗下世平推出基于旗芯微（Flagchip）FC4150 MCU、恩智浦（NXP）FS2600汽車安全系統基礎芯片（SBC）、安森美（onsemi）NFVA35065L32-D IPM模塊以及圣邦微（SGMICRO）SGM8557H-1AQ車規級運放芯片的車載空調壓縮機驅動方案。 

圖示1-大聯大世平聯合多家原廠推出車載空調壓縮機驅動方案的展示板圖

隨著汽車行業的快速發展，車載空調系統的性能和效率越來越受到關注。作為空調系統的核心部分，車載空調壓縮機扮演著不可或缺的地位。由大聯大世平基于旗芯微FC4150 MCU、恩智浦（NXP）FS2600電源管理芯片、安森美（onsemi）NFVA35065L32-D IPM模塊以及圣邦微（SGMICRO）SGM8557H-1AQ車規級運放芯片的車載空調壓縮機驅動方案具有高效、節能、環保等優點，是新能源汽車空調系統的理想之選。

在微控制器的選型中，本方案采用旗芯微旗下的FC4150 32位MCU，該MCU基于高性能的Arm^? Cortex^?-M4內核設計，最高工作頻率可達150MHz，并且內置高速存儲器，擁有豐富的I/O端口和多種外設。

在電機驅動部分，方案采用集成預驅與6顆IGBT管的IPM來做電機的電子換相控制。核心芯片采用的是onsemi旗下的NFVA35065L32-D。該芯片內置3個高速半橋高壓柵極驅動電路，集成了（650V/50A）低損耗的IGBT管，最大支持20KHz的PWM，并且還提供包括欠電壓鎖定、過電流鎖定、驅動與集成電路的溫度監測和故障報告等多個模塊保護功能，能夠為汽車電機應用提供卓越性能。

低壓電源供電部分，本方案采用了NXP旗下一顆帶有功能安全的電源管理芯片FS2600，該芯片具有多個BUCK、BOOST輸出以及LDO穩壓器，可為MCU、SENSOR、外設IC和通信接口供電。FS2600B具有豐富的監控診斷功能。在系統運行時，FS2600與FC4150通過SPI通信，能夠提供潛在的故障監測，極大增強了系統的安全特性。

運算放大器部分，方案采用SGMICRO旗下SGM8557H-1AQ芯片來完成對IPM的底邊管進行電流采樣。SGM8557H-1AQ符合AEC-Q100 1級認證，可以滿足汽車環境的嚴苛要求。 

圖示2-大聯大世平聯合多家原廠推出車載空調壓縮機驅動方案的方塊圖

除了豐富的硬件支持，本方案在軟件上采用世平Sensorless FOC雙電阻采樣的軟件庫架構，通過板載電位器使電機旋轉。并且采用電流環加速度環的雙環控制，以使系統運作更加穩定。

核心技術優勢：

 MCU基于Arm^? Cortex^?-M4內核，主頻為150MHz，內置96MHz高速振蕩器、512KB Flash、128KB SRAM以及采樣率達1MSPS的12位ADC；

 使用Cache & FPU運算，FOC算法在10μs內可以處理完畢，極大減少MCU的資源使用；

 使用內置比較器的IPM實現電流保護；

 IPM內置650V/50A的IGBT，滿足壓縮機大功率應用并保留冗余；

 使用FS2600 SBC增強系統安全冗余。

方案規格：

 輸入電壓范圍：310Vdc~450Vdc；

 MCU：Arm^? Cortex^?-M4 32位內核，主頻高達150MHz，ASIL-B功能安全等級；

 支持CAN通信；

 支持2 Shunt R三相電流采樣；

 支持BEMF電壓回授ADC采樣；

 支持過壓鉗位防護；

 板載電位器支持速度調節；

 具備LED指示燈&按鍵；

 開發板尺寸：MCU板80mm×70mm，電機驅動板170mm×150mm。