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Infineon TLE9879QXA40驱动的ePower FOC汽车水泵电路方案。

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简介:
随着汽车电子化程度的不断提升,以及自动驾驶和智能化的快速发展,电机在车辆中的应用日益广泛,电机的类型和驱动方式也在持续演变。传统的机械驱动或电机继电器控制正逐渐向脉宽调制(PWM)调速和无刷直流(BLDC)电机控制方向转变。尤其是在节能减排的大背景下,BLDC电机在汽车领域的应用前景更为广阔。例如,一个500W的散热风扇,原本采用继电器控制的方式,现在已经改为使用BLDC电机配合PWM调速方案,这能够大约节省1%的燃油消耗;同样地,300W的水泵从机械驱动方式转变为电动驱动方式,有效地减少了7.1克/千米的二氧化碳排放;而80W的油泵则从不可调速方案升级为可调速方案,从而降低了1.9克CO2/千米的二氧化碳排放量。品佳集团始终专注于为汽车行业提供创新产品解决方案的设计与推广工作,该方案正是基于Infineon公司最新一代嵌入式电源控制芯片所开发的一款先进的汽车水泵电机控制系统。该方案的主要优势在于其卓越的高效率、低噪音、高可靠性、智能化特性以及出色的动态响应性能。相较于其他半导体公司的同类产品,该方案更具优势之处在于其采用cortex-M3内核的芯片设计,并集成了BDRV、charge pump、LIN BUS、LDO等关键功能模块。目前,该方案已成功应用于长城、一汽、上汽等知名车厂的部分车型中。为了更直观地展示该方案的应用场景和具体实施情况,我们提供了场景应用图、产品实体图以及展示板照片等多样的视觉材料。此外,还提供了详细的方案方块图以供参考。核心技术优势主要体现在以下几个方面:(1) 采用ARM cortex-M3内核;(2) 系统工作时钟频率达到40MHz;(3) 内置了带charge pump功能的NFET驱动器;(4) 具备专利斜坡控制技术以优化电磁兼容性(EMC)性能;(5) 集成了符合LIN标准2.2和SAE J2602规范的LIN收发器;(6) 内置振荡器与锁相环(PLL);(7) 包含电流感应放大器;(8) 通过了Grade-1和Grade-0级别的认证;(9) 提供完整的系统级芯片解决方案用于BLDC电机控制;(10) 通过减少外部组件数量来降低整板成本。方案规格方面:(1) 采用无传感器直接矢量控制(sensorless FOC),从而节省了霍尔传感器的成本;(2) 可达5000RPM的速度;(3) 集成了过压、欠压、短路、开路、过流等多种保护机制;(4) 采用电流和速度PID控制算法进行精确调节; (5) 支持LIN通信和LIN升级功能; (6) 支持PWM调速模式。本方案的技术来源及详细信息可参考大大通平台的信息。

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客服
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  • 基于Infineon TLE9879QXA40ePower FOC
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    本简介介绍了一种采用英飞凌TLE9879QXA40芯片设计的电子功率场定向控制(ePower FOC)汽车水泵电路方案,旨在提高汽车冷却系统的效率与可靠性。 随着汽车电子化程度的提升及自动驾驶与智能化的发展趋势,电机在车辆中的应用将会越来越广泛,并且其类型和驱动方式也在不断变化。传统的机械驱动或继电器控制正在向PWM(脉宽调制)调速和BLDC(无刷直流)电机控制方向转变,尤其是在节能减排的大背景下,BLDC技术将在汽车中得到更广泛的使用。 例如,在一个500W的散热风扇的应用场景下,将继电器控制系统改为采用BLDC可PWM调速方案可以节省大约1%的油耗;对于300W水泵而言,从机械驱动方式转为电动驱动则能够减少7.1g/km二氧化碳排放量。此外,80W油泵若由不可变速度控制转变为可调节速度模式,则能进一步降低每公里行驶产生的碳足迹达1.9克。 品佳集团一直专注于汽车行业的解决方案设计与推广工作,并基于英飞凌的最新一代嵌入式电源管理芯片开发了一款适用于汽车水泵电机控制系统。此方案具有高效率、低噪音运行特性,同时具备出色的可靠性和智能化水平以及快速响应能力等优势特点。相较市场上其他半导体公司所提供的产品而言,该方案采用ARM Cortex-M3内核,并且集成了BDRV(桥式驱动器)、电荷泵电路、LIN总线通信接口和低压差稳压器等多种功能模块。 目前此款水泵电机控制解决方案已经成功应用于长城汽车、一汽集团以及上汽等厂商的部分车型当中。核心技术优势包括但不限于以下几点: - 内核采用ARM Cortex-M3架构。 - 系统时钟频率高达40MHz。 - 集成了具有内置电荷泵功能的N-FET驱动器。 - 具备专利斜坡控制技术以优化电磁兼容性表现。 - 支持LIN 2.2标准及SAE J2602协议的集成式LIN收发器模块。 - 内置振荡器与锁相环电路(PLL)用于时钟生成和频率合成功能。 - 集成电流检测放大器,可用于精确测量电机工作状态中的关键参数值。 - 通过了Grade1 和 Grade0 等级认证测试,确保其在极端条件下仍可稳定运行。 - 完整的系统芯片解决方案专为BLDC电机控制而设计开发。 此外,在具体应用规格方面: - 支持无传感器FOC(磁场定向控制)算法以节省霍尔元件成本; - 最高转速可达5000RPM; - 提供过压、欠压、短路等多重保护机制,确保系统安全可靠运行。 - 内置电流和速度PID控制器用于精确调节电机工作状态。 - 具备LIN通讯功能并支持在线升级服务以方便维护与更新操作需求。 综上所述,品佳集团所推出的这款基于英飞凌最新嵌入式电源管理芯片开发的汽车水泵电机控制方案不仅具有高效节能的特点,在实际应用中还能够有效减少车辆排放量,并且具备较高的可靠性和智能化水平。
  • 基于Infineon TLE9879QXA40ePower FOC设计
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    本设计采用英飞凌TLE9879QXA40芯片,提出了一种先进的电动动力(ePower)矢量控制算法应用于汽车水泵系统,实现高效、精准的无传感器FOC控制。 随着汽车电子化程度的提升以及自动驾驶及智能化的发展趋势,电机在车辆中的应用越来越广泛,并且其类型和驱动方式也在不断变化。传统的机械驱动或继电器控制正在向PWM(脉宽调制)调速与BLDC(无刷直流)电机控制方向转变,尤其是在节能减排的大背景下,BLDC技术将在汽车领域获得更广泛的应用。 例如,在一个500W的散热风扇中,从使用继电器改为采用支持PWM调速的方案后,可以节省约1%的油耗;对于300W的水泵而言,如果将其由机械驱动方式转变为电动驱动,则可减少7.1g/km二氧化碳排放量;而80W油泵若将不可调节转为可调节模式,也能降低1.9g CO2 /km的碳足迹。 品佳集团专注于汽车行业的产品方案设计与推广。本次介绍的是基于英飞凌新一代嵌入式电源控制芯片开发的一款汽车水泵电机控制系统解决方案。该方案具有高效率、低噪音、高可靠性和智能性等显著特点,并且具备快速响应能力。与其他半导体公司的产品相比,此款产品的优势在于其采用ARM Cortex-M3内核并集成了BDRV(桥驱动器)、电荷泵、LIN总线接口以及低压差稳压器等功能模块。 目前该方案已被长城汽车、一汽集团和上汽等多家知名车厂的部分车型所采纳。核心技术亮点包括但不限于以下几点:系统时钟频率达到40MHz;内置带充电泵的NFET驱动器;电流可调型NFET驱动,具备专利斜坡控制技术以优化电磁兼容性表现;支持LIN标准2.2及SAE J2602通讯协议的集成式收发器等。此外,该芯片还包含振荡器和锁相环、电流检测放大器,并已通过Grade-1与Grade-0等级认证。 方案规格方面涵盖无传感器FOC(磁场定向控制)技术以节省霍尔元件成本;最大转速可达5000RPM;具备过压保护、欠压保护、短路防护、开路预警以及电流限制功能等。同时,支持PID速度和电流调节算法,并兼容LIN通讯及升级需求。 总的来说,该方案在实现高效节能的同时还能有效减少环境污染,为汽车行业的可持续发展提供有力支撑。
  • 基于Infineon TLE9877QXA40ePower FOC直流无刷用空调风扇设计
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    本设计采用英飞凌TLE9877QXA40芯片,提出了一种高效的电子功率场导向控制(FOC)方案,专门用于汽车直流无刷电机空调风扇。该方案优化了能耗与散热性能,确保在各种环境条件下稳定运行。 随着节能减碳的市场趋势发展,越来越多的新车采用了三相直流无刷马达,并且这些方案通常采用无传感器FOC控制技术,具备低噪音、低震动及高动态响应等优点。 英飞凌公司推出了一款专门用于汽车三相直流无刷马达控制的产品——ePower TLE987x系列。这款产品内置了ARM Cortex M3内核,并集成了栅极驱动器、稳压器和LIN收发器,从而实现了高度集成化设计,能够显著减少系统PCB尺寸并降低周边组件及开发成本。 该方案不仅适用于功率为300W的汽车空调风扇(转速可达3000rpm),还可以选择ePower TLE987x宽温版本用于600W水箱散热风扇。此款产品的工作电压范围从9V到16V,支持过压和低压保护功能,并能在电压恢复时自动重启马达;同时具备过流保护与堵转保护机制。 此外,该方案预设为PWM输入控制模式并兼容LIN控制方式,在同一输入信道中无需更改硬件配置即可实现。通过使用英飞凌ePower MCU来整合周边组件特性,可以简化设计流程,并降低备料成本。
  • 基于Infineon TLD5541LED头灯器设计-
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    本文档探讨了利用英飞凌TLD5541芯片实现高效能LED汽车头灯驱动的设计方案,包括电路原理与应用实例。 英飞凌(Infineon)推出了TLD5541低成本LED前灯解决方案。传统的汽车卤素大灯存在功耗高、亮度低以及耐用度较低等问题;而氙气大灯则有聚光性差、穿透力弱及延迟效应等缺点。随着技术的进步,这些传统灯具已经不能满足人们日益增长的需求。 相比之下,LED大灯具有诸多优势:包括更高的亮度、更低的能耗、更长的使用寿命和更快的响应速度。此外,在全球节能减排的大趋势下,汽车外部照明正逐步转向采用LED光源。在驱动方式上,基于发光效率考虑,脉冲宽度调节(PWM)优于线性驱动。 英飞凌的新一代TLD5541-1QV+ePower Microcontroller TLE9845QX是该方案的核心组件之一。其中,TLD5541-1QV作为一款H-Bridge直流至直流脉冲宽度调节型车灯控制解决方案,支持恒定电压与电流的调控,并通过外部电路实现升降压拓扑结构以适应LED负载需求。 此外,这款芯片还具备自动扩展频谱、软启动功能及高达96%的高效率等特性;并且内置过温保护和空载检测等功能。控制器可通过SPI接口对负载进行控制和诊断。另一核心组件TLE9845QX则采用Cortex-M0架构,并集成LIN与电源切换器,专为汽车应用设计。 该解决方案适用于多种车载照明设备如远光灯、近光灯、辅助灯光(AUX)、指示灯以及日间行驶灯等场景。 核心技术优势包括同步MOSFET H桥DC/DC控制器,支持恒定电流和电压调节;宽VIN范围(器件4.5V至40V, 功率级4.5V至55V)及LED正向电压范围(2V至55V)等。此外它还具备Limp Home功能、灵活的电流感测选项以及高精度的温度补偿特性,确保在各种条件下都能实现最佳性能。 该方案提供EMC优化设备, 采用自动扩频概念以保证最优电磁兼容性;并支持输出电流校准及改进动态行为等特色。同时还有智能电源保护机制(如开路负载、过载和高温)以及可调软启动功能,增强的调光能力可以调节平均LED电流和PWM调光。 以上便是英飞凌TLD5541低成本LED前灯解决方案的技术亮点与应用范围概述。
  • 基于NXP S912ZVML31F1WKH60W设计解决
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    本方案采用NXP S912ZVML31F1WKH微控制器,提供了一种高效可靠的60W汽车电子水泵电路设计方案,适用于现代车辆冷却系统。 随着国家大力推动新能源汽车的发展,相较于传统燃油车而言,新能源车辆更加环保且节能。在这些新型汽车运行过程中,发动机工作需要对各个系统进行散热处理,从而需要用到各种类型的电子水泵,包括但不限于电动水泵、驻车加热器水泵、预热器水泵以及用于电池包的冷却设备等。这类电子泵的工作环境温度范围广泛,在-40度到120度之间。 品佳集团推出了一款基于NXP S912ZVML31F1WKH微控制器设计的汽车电子水泵解决方案,采用了双电阻FOC算法进行控制。S912ZVML31F1WKH是S12 Magniv混合信号微控制器系列的一部分,该系列提供了智能且优化集成的高度可靠高电压模拟组件。 这款产品基于LL18UHV技术,在单一芯片上集成了高度可靠的非易失性存储器与高性能的高电压模拟组件。这些元件能够承受汽车环境中负载突变带来的严苛要求。S912ZVML31F1WKH还内置了一个工作范围在3.5V到40V之间的汽车稳压器,以及LIN物理层和用于控制六个外部MOSFET的栅极驱动器(包括三个高边与三个低边驱动器),以实现对电机的有效驱动。 该方案具有高度集成的特点,有助于减少PCB板的空间占用并简化设计方案的同时提高系统整体的质量。具体规格如下: - 额定电压:12V - 额定电流:5A - 最大电流值:20A - 符合AEC-Q100规范的S12标准。 - 内置CAN/LIN物理层
  • 尾灯(RCL) LED设计
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    本设计旨在探讨一种高效的LED驱动电路方案,专门用于汽车尾灯(RCL),确保其在各种环境条件下稳定工作,提升行车安全。 该参考设计采用了MAX16823 3通道线性LED驱动器与外部BJT来实现一个3S3P RCL驱动电路。其中核心IC是MAX16823ATE LED驱动器,其输入电压最高可达45V,通过OUTx引脚提供电流以驱动LED。检流电阻用于检测电流,并且MAX16823调节输出电流至CS引脚的设定值(即保持为203mV)。由于IC每个通道只能提供70mA的最大输出电流,在每串LED中增加了外部晶体管来提升到所需的200mA驱动电流,这不仅解决了散热问题还增强了电路性能。 具体来说,使用了Q1、Q2和Q3(ZXT690BKTC)这些45V/2A的晶体管以提供足够的增益。它们采用TO-262封装形式,在高功率应用中能够有效散热,并且在IC到基极电流比为200的情况下,其饱和压降VCE(Sat)低于200mV。 考虑到最小输入电压(9V)与LED串最高导通电压之间的差值仅为1.05V时的实际情况,必须留有足够的设计余量来满足Q4和D3的压降以及Q1、Q2和Q3的饱和压降需求。分压电阻网络R1/R2、R3/R4及R5/R6确保了每个OUTx输出电流不低于最小值(即至少为5mA),以保证IC稳定运行。 设计过程中,需要分析晶体管基极电流的最大与最小范围,并且这些电流通过串联的电阻R1、R3和R5。在计算时需关注各分压电阻两端电压等于检流电阻上的压降加上相应晶体管的VBE值之总和,以确保其满足电路设计要求:即流过每个电阻的电流与对应基极电流相加后的总量不小于5mA;同时保证OUTx输出电流不超过70mA(额定工作范围)。
  • Infineon身控制器低边解决
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    本方案由Infineon提供,专为汽车车身控制模块设计,采用低边驱动技术,确保高效、可靠的电流控制,广泛应用于车灯、雨刷等系统。 INFINEON 汽车车身控制器的低边驱动资料适用于初学者。
  • ISO 21498-2:2021——
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    ISO 21498-2:2021是关于电动汽车的一份国际标准,主要针对电动驱动道路车辆的安全性、性能及互操作性等方面提出规范要求。 ISO 21498-2:2021Electrically propelled road vehicles — Electrical specifications and tests for voltage class B systems and components — Part 2:Electrical tests for components -完整英文版(54页).zip
  • Infineon级培训
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    Infineon汽车级培训项目致力于为行业专业人士提供深入学习汽车电子元件及系统设计的机会,涵盖从基础理论到高级应用的全方位内容。 Infineon是一家全球知名的半导体制造商,在汽车电子领域有着深厚的技术积累。Infineon车规培训可能指的是该公司为专业人士提供的关于其专用车用级半导体产品的教育课程。这类芯片专门设计用于在极端环境下稳定工作的汽车系统,并且必须满足严格的性能、安全和可靠性标准。 在这类培训中,参与者通常会学习到以下核心知识点: 1. **汽车电子市场与发展趋势**:了解汽车行业向电动汽车、自动驾驶及车联网等方向发展的趋势及其对半导体的需求变化。 2. **车规级半导体标准**:ISO 26262是汽车行业功能安全的重要标准。培训内容包括如何设计和验证符合该标准的半导体产品。 3. **半导体类型与应用**:介绍不同类型的半导体器件(如微控制器MCU、电源管理IC、传感器及功率MOSFET等)在汽车系统中的角色及其应用场景。 4. **温度与耐久性**:讨论车规级芯片在高温和低温条件下以及长时间运行下的稳定性,同时讲解相关的环境测试方法。 5. **电磁兼容性(EMC)**:学习如何设计具有良好电磁兼容性的电路及系统以防止干扰或被干扰的情况发生。 6. **故障模式、效应与诊断(FMEDA)**:分析可能发生的故障模式,并评估其对整个系统的潜在影响,同时探讨有效的故障检测策略。 7. **集成电路设计**:深入理解车规级芯片的制造过程,包括材料选择、工艺优化和可靠性验证等关键环节。 8. **系统级考虑**:了解如何将半导体元件整合到完整的汽车电子系统中以确保整个系统的性能与安全性。 9. **案例研究**:通过实际应用中的汽车电子系统实例来展示上述知识在实践项目中的具体运用情况。 10. **最新技术介绍**:涵盖Infineon最新的车规级半导体产品和技术,如Aurix微控制器系列和CoolMOS功率器件等。 参加这类培训可以帮助工程师更好地理解车用级半导体,并且能在设计开发汽车电子产品时作出更为合理的决策以确保产品的质量和安全性。
  • DRV8305 PMSMFOC
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    本资源提供DRV8305芯片用于PMSM电机FOC(磁场定向控制)驱动的详细电路设计方案,涵盖硬件连接与配置说明。 采用DRV8305栅极驱动器的FOC电机驱动板,使用AD进行绘制。