電源、電機驅動及分立元件在汽車自動空調的應用案例

　　在當今的汽車設計中，空調已是標準的舒適性配置。從功能上講，當今的汽車空調實際上是將加熱、制冷及通風等功能一體化，成為汽車加熱、通風空調（HVAC）系統（本文將簡稱為“汽車空調”）。從調節方式講，汽車空調包括手動空調、半自動空調及自動空調。本文將專門圍繞汽車自動空調進行探討，介紹安森美半導體相應的電源供電、電機驅動及分立元件等方案，幫助設計人員選擇適合的產品，用于汽車自動空調設計。

　　汽車空調系統包含加熱及通風系統、空調制冷及電子控制單元（ECU）等不同子系統。在加熱及通風子系統，新鮮空氣從外部的管道通向車廂內部，提升乘客的舒適性及安全性。進入的空氣流過小的發熱芯，連接到發動機的冷卻系統。空調制冷子系統則通過不斷蒸發和冷凝，將車內的熱量轉移到外面的空氣中，在降低車內溫度的同時也降低濕度。圖1是典型的汽車自動空調界面，圖2則是系統架構圖。

　　
圖1. 典型汽車自動空調用戶界面

　　
圖2：汽車空調系統架構圖

　　汽車空調的電源供電

　　如圖2的汽車空調系統架構圖所示，汽車空調系統需要為微控制器（MCU）、各種傳感器、驅動器、存儲器等供電。常見的汽車電池電壓包括12 V或24 V。如果采用24 V系統供電，則需要高耐壓產品，加強熱管理，提升電源能效并控制成本。如果采用12 V系統供電，則成本更具優勢，要求較低靜態電流及采用優化的封裝。不同供電電壓也涉及到不同的汽車空調電源供電架構圖，如下圖所示。但無論是哪種架構，都會用低壓降（LDO）穩壓器將24 V或12 V電壓轉換為5 V。安森美半導體提供陣容豐富的LDO產品，表1列出的是適合于汽車空調應用的LDO。它們能夠承受高輸入電壓，提供低靜態電流，通過的汽車行業AEC-Q100認證，符合汽車空調應用要求。