一文看懂NXP汽车电机控制解决方案(NXP整理)

http://www.nxpic.org/module/forum/thread-605815-1-1.html

导读
随着国内汽车市场的飞速发展，各大汽车厂商对汽车电机控制相关产品的需求迎来了井喷，他们对产品节能性、高可靠性、低成本的追求也成为了一种趋势。

作为全球最大的汽车电子厂商，NXP会有哪些动作呢？恩哥今天将带你大致了解NXP汽车电机控制的相关产品、解决方案及工具等。

NXP汽车电机控制解决方案

让我们先看看电机在汽车中都有哪些应用，通常我们会把这些应用分为动力总成、安全和底盘、车身和舒适三大类，如下图：
相应地，根据电机类型，NXP的汽车电机控制解决方案大致可以分类如下：

直流有刷电机

电动车窗/天窗
电动门/后备箱
安全带预紧，EPB
EPS
油泵
风扇，鼓风机
后视镜，电子节气门
电动座椅

步进电机

AFS
进气格栅
空调风门
电子膨胀阀

直流无刷电机

EPS
雨刮
油泵，水泵，SCR
冷却风扇
鼓风机
变速箱

永磁同步机

HEV/EV主电机
电动压缩机
EPS
油泵，水泵，SCR
冷却风扇
鼓风机
启动机
变速箱

真可谓应有尽有。由于精力有限，恩哥只能挑一些重点的解决方案和参考设计给大家简单介绍一下：

1.电动车窗、天窗解决方案

方案优势

高集成度
S12VR内部集成高、低边驱动、EVDD (5V)、电压调节和LIN总线收发器，可以有效缩小PCB尺寸。
专为车窗、天窗等继电器驱动应用设计

产品推荐

1.S12VR集成方案

MCU：S12VR
Pre-driver：N/A
LIN收发器：N/A
SBC：N/A
GA：PNS40010ER
      PMEG10020AELR
      PTVSxxP1UP

2.KEA/S32K分离方案

MCU：KEA/S32K
Pre-driver：MC33883
LIN收发器：TJA102x
SBC：MC33905/UJA116x
GA：PNS40010ER
PMEG10020AELR
PTVSxxP1UP

3.S12ZVMB方案（H桥）

MCU：S12ZVMB
Pre-driver：N/A
LIN收发器：N/A
SBC：N/A
GA：PNS40010ER
PMEG10020AELR
PTVSxxP1UP

参考设计
基于S12VR的车窗控制参考设计（点击查看）

2油泵、水泵、冷却风扇、鼓风机解决方案

——无传感器BLDC/PMSM

方案优势

支持低成本开发板 – S12ZVML-MINIBRD
中文版的FOC无传感调试指南，更易上手
高集成度:S12ZVM内部集成3相全桥预驱、电压调节器、电荷泵、LIN/HV总线收发器（另有CAN总线控制器和CAN总线收发器版本可选）可以有效缩小PCB尺寸。
Auto Grade 0, 150°C

产品推荐

1.S12ZVM集成方案

MCU：S12ZVM
Pre-driver：N/A
CAN/LIN收发器：N/A
SBC：N/A
MOSFET：BUK7K6R2-40E
   BUK7K8R7-40E
   BUK7Y3R0-40E
   BUK7Y7R6-40E
GA：PNS40010ER
   PMEG10020AELR
   PESDxCAN
   PESD1LIN

2.KEA/S32K分离方案

MCU：KEA/S32K
Pre-driver：MC33GD3000
CAN/LIN收发器：TJA104x/TJA102x
SBC：MC33908/UJA116x
MOSFET：BUK7K6R2-40E
   BUK7K8R7-40E
   BUK7Y3R0-40E
   BUK7Y7R6-40E
GA：PNS40010ER
   PMEG10020AELR
   PESDxCAN
   PESD1LIN

参考设计
基于S12ZVM的FOC无传感器方案（点击查看）
基于S12ZVM的6步BLDC无传感方案（点击查看）

3电动座椅、门、后备箱、安全带预紧解决方案

方案优势

高集成度:S12ZVMB内部集成H桥驱动、电压调节、运放和LIN总线收发器（HV可选），可以轻松满足苛刻尺寸要求。
H桥驱动:为双方向转动的产品量身定做，比如座椅、门和后备箱等，具有最佳的性价比。
Auto Grade 0, 150°C

产品推荐

1.S12ZVM集成方案

MCU：S12ZVMB
Pre-driver：N/A
LIN收发器：N/A
SBC：N/A
MOSFET：BUK7K8R7-40E
   BUK7K18-40E
   BUK7Y7R6-40E
   BUK7Y21-40E
GA：PHPT60603NY
   2N7002BK
   PESD1LIN

2.KEA/S32K分离方案

MCU：KEA/S32K
Pre-driver：MC33883
LIN收发器：TJA102x
SBC：MC33905/UJA116x
MOSFET：BUK7K6R2-40E
   BUK7K8R7-40E
   BUK7Y3R0-40E
   BUK7Y7R6-40E
GA：PHPT60603NY
2N7002BK
PESD1LIN

4油泵、水泵、冷却风扇、鼓风机解决方案

——直流有刷电机

方案优势

高集成度:S12ZVMA内部集成高、低边驱动、电压调节、运放和LIN总线收发器（HV可选），可以轻松满足苛刻尺寸要求。
半桥驱动:为单一方向转动的产品量身定做，比如泵类和风扇类，具有最佳的性价比。
Auto Grade 0, 150°C

产品推荐

1.S12ZVMA集成方案

MCU：S12ZVMA
Pre-driver：N/A
LIN收发器：N/A
SBC：N/A
MOSFET：BUK7K8R7-40E
   BUK7K18-40E
   BUK7Y7R6-40E
   BUK7Y21-40E
GA：PNS40010ER
PMEG10020AELR
PESDLIN

2.KEA/S32K分离方案

MCU：KEA/S32K
Pre-driver：MC33883
LIN收发器：TJA102x
SBC：MC33905/UJA116x
MOSFET：BUK7K8R7-40E
   BUK7K18-40E
   BUK7Y7R6-40E
   BUK7Y21-40E

GA：PNS40010ER
PMEG10020AELR
PESDLIN

5.基于S12VR的车窗控制参考设计

采用S12VR设计
采用LIN控制（LIN PHY内置）
可以通过LIN唤醒
控制DC电机，通过霍尔编码器感知位置
工作电压范围从8V到18V
带防夹功能以及电机堵转检测
开发板TRK-S12VR-WLFT可支持客户快速设计
目前已经发布，可提供软件包

6.基于S12ZVM的BLDC燃油泵方案

方案基于 S12ZVML31 + BUK626R2*6
快速启动100ms从静止到额定转速
支持6步方波和FOC正弦波无传感器控制
支持单电阻
供电电压范围6V到17V
支持空载启动和满载启动
支持供电电压动态补偿
支持负载波动测试
支持PWM速度指令
支持各种保护功能
过流、过压、欠压及限流保护。
方案将在2016年9月份完成

7.基于S12ZVM的发动机冷却风扇参考设计

基于S12ZVM平台
器件可以支持高达150 ℃的应用，非常适合发动机冷却风扇方案。
方案基于S12ZVM + BUK626R2*6
该方案为6步BLDC无传感器
可以扩展到FOC无传感器方案。
采用互补单极性PWM，改善EMC性能
支持初始位置检测，无反转启动
完善的保护功能
支持各种保护，过压欠压、过流、限流、堵转保护等。

8.基于KEA和S12ZVM的鼓风机方案

该方案是一个展示方案
展示鼓风机方案可以是基于硬件平台KEAKEA128BLDCRD，也可以是基于硬件平台S12ZVMS12ZVML-MINIBRD。
基于6步方波BLDC无传感器设计
可以扩展到FOC无传感器控制。
KV31的板子做LIN的主节点
检测到触摸板上面的命令信号，将其通过LIN发送给KEA128和S12ZVM板子的从节点，从而控制鼓风机的运行。
支持电压波动测试和负载波动测试
可无缝从S12ZVM板切换到KEA128板
带过欠压、过流、限流、堵转保护

篇幅有限，恩哥就不一一展开介绍了。
感兴趣的小伙伴们可以联系我们的汽车电机控制专家获取更多资料：
vincent.deng@nxp.com

NXP电机控制产品

MCU

KEA系列
S32K系列
MPC574xP系列（功能安全）

集成芯片

S12ZVM(BLDC/PMSM专用芯片)
S12ZVMA(Half-Bridge控制专用芯片)
S12ZVMB(H-Bridge控制专用芯片)
S12VR(车窗、天窗专用芯片)
S12ZVC(集成CAN收发器，LDO)
S12ZVL(集成LIN收发器，LDO)

MOSFET

LFPAK56(D), Power-SO8小型化封装
D2PAK, TO-220AB大功率封装

模拟器件
CAN/LIN电源基础芯片 MC33904/5, MC33907/8, TJA116x
H桥预驱 MC33883
H桥驱动 MC33931/2,MC33926, MC33HB2000/1
3相预驱 MC33937, MC33GD3000
步进电机驱动 MC33879A, MC33932

三极管/二极管/ESD保护

防反接二极管, TVS稳压
续流二极管
PNS40010ER
PMEG10020AELR
PTVSxxP1UP
PESDxCAN
PESD1LIN
PHPT60603NY
2N7002BK
PESD1LIN
PESDLIN

CAN/LIN收发器
TJA102x
TJA104x

NXP电机控制工具

编译器
-Codewarrior S12Z rev. 10.3 and newer
-Cosmic
集成开发环境
-Codewarrior 10.6
-Cosmic Zap
-eclipse
烧写器
-P&E PROGS12Z
-Cyclone Pro Programmer
调试器
-CW & P&E S12Z Debugger
-Cosmic Zap Debugger
-iSYSTEM winIDEA
支持工具
-Make utility – cygwin
-Freemaster run time debugger\u000b and for instrumentation/calibration

一站式解决方案供应商
从完整的产品结构和解决方案，到丰富的电机控制工具，再到给力的电机控制技术支持，NXP可以提供一站式汽车电机控制解决方案，设计、开发想不顺利都难.

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