圖1：無刷直流電機在汽車中的應用

　　

　　

直流無刷電機無需電刷和換向器，解決空間受限的係統設計
，且不用擔心一般的磨損、火花和噪聲，提供良好的控製，為汽車內的特定應用提供可變速控製。更重要的是，直流無刷電機可提升燃油能效，節省約60%~70%的能耗。當無刷電機用於電動助力轉向(EPS)
，行駛裏程增加3~5%
，用於 電動水泵(EWP)及電動油泵(EOP)提升約3%的能效
，用於燃油泵提升約1%的de能neng效xiao。例li如ru，水shui泵beng和he油you泵beng通tong常chang通tong過guo發fa動dong機ji電dian源yuan運yun行xing。如ru果guo發fa動dong機ji停ting止zhi，發fa動dong機ji啟qi停ting係xi統tong就jiu沒mei有you電dian源yuan。但dan是shi
，如ru果guo電dian機ji用yong於yu水shui泵beng和he油you泵beng，無wu論lun發fa動dong機ji是shi啟qi動dong還hai是shi停ting止zhi
，這zhe些xie功gong能neng都dou可ke獨du立li運yun行xing，從cong而er提ti升sheng燃ran油you經jing濟ji性xing。

　　

　　

ruocaiyongzhiliuwushuadianjitidaiyoushuadianji，nameyiqianbixuyouhuanxiangqijixieshiwanchengdegongzuo，xianzaitongguosanxiangnibianqidianqihuawancheng。nibianqixuyaoyigemenjiqudongqi，tatongchangyouyigeweikongzhiqishishifuzaderuanjiansuanfalaikongzhi。zhezengjialexitongfuzaxing
，duigongchengshilaishuoshiyidajishutiaozhan。eransenmeibandaotituichudezhinengzhiliuwushuadianjikongzhihequdongxinpianLV8907，可解決這一挑戰。該方案無需外部電機位置傳感器或係統微控製器，減少PCB占位麵積，自帶嵌入式控製算法，無需自寫電機控製算法，降低係統複雜性，縮短開發周期，加快產品上市。
 

圖2：LV8907無需傳統方案中的微控製器和傳感器

 

　　

LV8907利用無傳感器驅動邏輯實現無傳感器120度或150度控製換流

，采用近似正弦波運行以滿足無聲驅動要求。可配置的參數適合一係列電機和負載組合，一次性可編程(OTP)內存提供參數存儲，實現方案定製化
，省去外部元件來執行各種設置，實現獨立工作，集成門極驅動器
，用於驅動外部N-MOSFET
，電荷泵驅動提供100%占空比和擴展的低壓工作。芯片通過LIN接口與外界交互
，SPI接口提供配置、實時控製和診斷。在汽車應用中，要求能在150°C的環境溫度(Ta)和170°C的結溫(Tj)下工作，LV8907耐受工作結溫達175℃，確保在嚴苛的汽車工作環境下的可靠性
，完全符合AEC-Q100標準。

 

圖3：LV8907框圖

　　

由於LV8907高度集成MOSFET門極驅動器、LIN收發器和低壓降穩壓器(LDO)
，最大限度地減少占位麵積;無需依賴的位置傳感器，無軟件缺陷
，故障監測及診斷功能完善

，集成逐周期限流、過流保護
、過壓/欠壓保護

、過溫保護
、堵轉保護等一係列保護特性
，基於狀態機的方案采用OTP實現參數化，無EMI/EMC問題引起的數據損壞，實現最高係統可靠性;LV8907無需軟件和易於定製，比基於微控製器的方案縮短達80%的開發時間，加快產品上市，並節省物料單成本。

　　

　　

隨著降低汽車內電子電路成本、減小尺寸及重量
，和實現更高可靠性的要求日益增加，智能功率模塊可更好地滿足趨勢所需。如安森美半導體的STK984係列，集成BLDC LV8907和多個獨立的功率MOSFET，無需電路板、傳感器和外部微控製器，節省空間、減輕重量
，成本也隨之降低
，用於驅動汽車滑動門、EPS單元、泵、雨刮
、HVAC和散熱風扇，提供更高可靠性。

 

圖4：獨立的無傳感器式電機控製IPM

　　

STK984係列采用獨特的絕緣金屬基板技術(IMST)，將不同結構的半導體元件及無源器件和其它部分集成到單個模塊中。IMST結構通過使用絕緣層覆蓋鋁片
，將銅箔置於頂層，並在銅箔上蝕刻
，使單層布線圖案能被自由定製。基於IMST的IPM
，由於功率晶體管
、提供溫度檢測的控製電路和保護電路可貼裝在同一板上，從而最大限度減小溫度檢測的誤差
，實現高精度溫度檢測;由於在金屬基板的鋁片和銅箔之間有一個分布式電容通過絕緣樹脂，有效地降低噪聲;此外，IMST結構還提供出色的散熱性能。

　　

例如，3相無刷電機驅動器IPM STK984-090A-E/091A-E內置預驅動器IC
、分流電阻和電荷泵電路
，集成過流、過溫

、過壓/欠壓等保護特性，可用於汽車鼓風機風扇
、散熱風扇
、水泵和滑動門等等。

　　

又如STK984-190-E集成7 個MOSFET到單個小封裝中，采用直接鍵合銅(DBC)基板，無需絕緣襯墊
，具有低熱阻抗
，提供極佳散熱性和設計靈活性，內置反向連接電池保護
，提升可靠性，完全符合AEC-Q100要求，用於12 V係統時的電機功率達300 W。同分立方案相比，STK984-190-E的占位麵積
、重量、元件數和熱阻抗分別減少48.7%、36.2%
、53.8%和21.1%，是用於汽車雨刮器、風扇和泵等應用的理想器件。

　　

　　

為應對汽車功能電子化趨勢
，車用電機正越來越多，並從有刷直流向無刷直流發展。隨著減小尺寸及重量、降(jiang)低(di)係(xi)統(tong)成(cheng)本(ben)和(he)實(shi)現(xian)更(geng)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)要(yao)求(qiu)日(ri)益(yi)增(zeng)加(jia)，需(xu)要(yao)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)集(ji)成(cheng)度(du)。安(an)森(sen)美(mei)半(ban)導(dao)體(ti)提(ti)供(gong)全(quan)麵(mian)的(de)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)方(fang)案(an)
，包(bao)括(kuo)分(fen)立(li)和(he)集(ji)成(cheng)方(fang)案(an)，如(ru)無(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)BLDC LV8907及更高集成度的IPM STK984係列，解決軟件編寫、空間
、成本和設計時間等方麵的挑戰，提供更高能效、功率密度和係統可靠性
，是水泵
、油泵
、燃油泵
、散熱風扇
、HVAC
、雨刮器和滑動門等汽車應用的理想選擇。

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