大联大推出车载空调压缩机驱动方案

2024年1月2日，致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联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汽车安全系统基础芯片（SBC）、安森美（onsemi）NFVA35065L32-D IPM模块以及圣邦微（SGMICRO）SGM8557H-1AQ车规级运放芯片的车载空调压缩机驱动方案。

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图示1-大联大世平联合多家原厂推出车载空调压缩机驱动方案的展示板图

随着汽车行业的快速发展，车载空调系统的性能和效率越来越受到关注。作为空调系统的核心部分，车载空调压缩机扮演着不可或缺的地位。由大联大世平基于旗芯微FC4150 MCU、恩智浦（NXP）FS2600电源管理芯片、安森美（onsemi）NFVA35065L32-D IPM模块以及圣邦微（SGMICRO）SGM8557H-1AQ车规级运放芯片的车载空调压缩机驱动方案具有高效、节能、环保等优点，是新能源汽车空调系统的理想之选。

在微控制器的选型中，本方案采用旗芯微旗下的FC4150 32位MCU，该MCU基于高性能的Arm Cortex-M4内核设计，最高工作频率可达150MHz，并且内置高速存储器，拥有丰富的I/O端口和多种外设。

在电机驱动部分，方案采用集成预驱与6颗IGBT管的IPM来做电机的电子换相控制。核心芯片采用的是onsemi旗下的NFVA35065L32-D。该芯片内置3个高速半桥高压栅极驱动电路，集成了（650V/50A）低损耗的IGBT管，最大支持20KHz的PWM，并且还提供包括欠电压锁定、过电流锁定、驱动与集成电路的温度监测和故障报告等多个模块保护功能，能够为汽车电机应用提供卓越性能。

低压电源供电部分，本方案采用了NXP旗下一颗带有功能安全的电源管理芯片FS2600，该芯片具有多个BUCK、BOOST输出以及LDO稳压器，可为MCU、SENSOR、外设IC和通信接口供电。FS2600B具有丰富的监控诊断功能。在系统运行时，FS2600与FC4150通过SPI通信，能够提供潜在的故障监测，极大增强了系统的安全特性。

运算放大器部分，方案采用SGMICRO旗下SGM8557H-1AQ芯片来完成对IPM的底边管进行电流采样。SGM8557H-1AQ符合AEC-Q100 1级认证，可以满足汽车环境的严苛要求。

图示2-大联大世平联合多家原厂推出车载空调压缩机驱动方案的方块图

除了丰富的硬件支持，本方案在软件上采用世平Sensorless FOC双电阻采样的软件库架构，通过板载电位器使电机旋转。并且采用电流环加速度环的双环控制，以使系统运作更加稳定。

核心技术优势

MCU基于Arm Cortex-M4内核，主频为150MHz，内置96MHz高速振荡器、512KB Flash、128KB SRAM以及采样率达1MSPS的12位ADC；

使用Cache & FPU运算，FOC算法在10μs内可以处理完毕，极大减少MCU的资源使用；

使用内置比较器的IPM实现电流保护；

IPM内置650V/50A的IGBT，满足压缩机大功率应用并保留冗余；

使用FS2600 SBC增强系统安全冗余。

方案规格

输入电压范围：310Vdc~450Vdc；

MCU：Arm Cortex-M4 32位内核，主频高达150MHz，ASIL-B功能安全等级；

支持CAN通信；

支持2 Shunt R三相电流采样；

支持BEMF电压回授ADC采样；

支持过压钳位防护；

板载电位器支持速度调节；

具备LED指示灯&按键；

开发板尺寸：MCU板80mm×70mm，电机驱动板170mm×150mm。

审核编辑：汤梓红