大聯(lián)大旗下世平推出以旗芯微（Flagchip）FC4150F512BS1P64T1A MCU為主，輔以恩智浦（NXP）SBC芯片MFS2300BMBA0EP、安森美（onsemi）IPM模塊NFVA23512NP2T、PSR DC/DC NCV12711ADNR2G器件、圣邦微（SGMICRO）運算放大器SGM8557H-1AQ、納芯微（NOVOSENSE）隔離器NSI8220W0、NSI1311和NSI1300D25、莫仕（Molex）連接器以及威世（Vishay）電阻器的新能源汽車e-Compressor空壓機方案。
圖示1-大聯(lián)大世平以旗芯微產(chǎn)品為核心的新能源汽車e-Compressor空壓機方案的展示板圖 在全球“雙碳”目標驅動下，新能源汽車產(chǎn)業(yè)正以年均超40%的增速重塑汽車工業(yè)格局。并且隨著800V高壓平臺、熱泵空調(diào)等技術的普及，作為汽車核心部件的空壓機（e-Compressor）性能需求迅速攀升，其能效比與可靠性可能會直接影響整車的續(xù)航能力和駕乘體驗。面對這一趨勢，大聯(lián)大世平推出以旗芯微FC4150F512BS1P64T1A MCU為主，搭載NXP SBC芯片MFS2300BMBA0EP、onsemi IPM模塊NFVA23512NP2T、PSR DC/DC NCV12711ADNR2G器件、圣邦微運算放大器SGM8557H-1AQ、納芯微隔離器NSI8220W0、NSI1311和NSI1300D25、Molex連接器以及Vishay電阻器的新能源汽車e-Compressor空壓機方案。
圖示2-大聯(lián)大世平以旗芯微產(chǎn)品為核心的新能源汽車e-Compressor空壓機方案的場景應用圖 旗芯微FC4150F512BS1P64T1A是一款基于Arm Cortex-M4內(nèi)核的32位微控制器，最高工作頻率可達150MHz，內(nèi)置高速存儲器，具有豐富的I/O端口和外設，能夠擴展多種功能。 在IPM模塊設計方面，方案采用onsemi旗下NFVA23512NP2T芯片，其內(nèi)置3個高速半橋高壓柵極驅動電路，集成（1200V/35A）低損耗的IGBT管，內(nèi)置高邊自舉二極管，最大支持20kHz的PWM，死區(qū)最小時間為2μs。并且器件還提供多個保護功能，包括欠電壓鎖定、過電流鎖定、驅動與集成電路的溫度監(jiān)測和故障報告等，可為汽車電機帶來高性能與高安全特性。 本方案的低壓電源供電分為兩路，在MCU電源部分，采用一顆帶有功能安全的電源管理芯片——MFS2300BMBA0EP。該產(chǎn)品集成多路LDO輸出和多種監(jiān)控診斷功能，包括喚醒輸入、看門狗、復位、中斷，以及對電路診斷后的失效輸出等，并且器件內(nèi)置CAN、LIN模塊，能夠快速與其他模塊進行交互。此外，MFS2300BMBA0EP與MCU通過SPI通信，在系統(tǒng)運行時，可提供潛在的故障監(jiān)測報告，以增強安全特性。 IPM供電部分采用onsemi的NCV12711ADNR2G，它是一款固定頻率峰值電流模式PWM控制器，適用于隔離式DC/DC拓撲結構。該器件在4V至45V范圍內(nèi)工作，無需輔助繞組，支持100kHz至1MHz的可編程頻率調(diào)節(jié)，并內(nèi)置斜率補償避免次諧波震蕩。另外，該控制器集成了軟啟動、欠壓鎖定（UVLO）及過功率保護（OPP）功能，可提升系統(tǒng)安全。 在隔離器的選型上，方案采用的NSI8220W0、NSI1311和NSI1300D25均為納芯微旗下產(chǎn)品，其中，NSI8220W0用于傳輸PWM信號、反饋VFO、LDO_PG信號；NSI1311用于采樣母線電壓、IPM溫度信號；NSI1300D25用于對IPM的底邊管進行電流采樣。 運算放大器部分，圣邦微旗下的車規(guī)級SGM8557H-1AQ可將電壓、電流采樣隔離器輸出的差分信號轉化為單端輸出，從而供MCU ADC外設采樣。
圖示3-大聯(lián)大世平以旗芯微產(chǎn)品為核心的新能源汽車e-Compressor空壓機方案的方塊圖 在軟件設計方面，方案采用世平Sensorless FOC雙電阻采樣的軟件庫架構，通過板載電位器給定速度命令使電機旋轉。并且采用電流環(huán)加速度環(huán)的雙環(huán)控制，使系統(tǒng)運作更加穩(wěn)定。借助軟硬件的優(yōu)勢，方案符合ASIL-B功能安全等級，可為新能源汽車提供全場景安全護航。 核心技術優(yōu)勢： MFS2300BMBA0EP（SBC）與FC4150F512BS1P64T1A（MCU）組合符合ASIL-B功能安全要求標準； SBC FCCU硬件監(jiān)控MCU故障，同時Watchdog進行MCU存活監(jiān)督，確保系統(tǒng)失效安全保護； 提供全功能的電機軟硬故障保護、過流、過欠壓、堵轉、缺相、過溫等； 提供軟件demo算法、如高頻注入、死區(qū)補償、滑膜觀測器、FOC等； 提供硬件參考設計，加快產(chǎn)品快速開發(fā)。 方案規(guī)格： 高壓側輸入電壓范圍：460VDC~860VDC； 低壓側輸入電壓范圍：8VDC~18VDC； MCU：ARM Cortex-M4 32-bit內(nèi)核，主頻高達150MHz，ASIL-B功能安全等級； 支持CAN、LIN通信； 支持2/3 Shunt R三相電流采樣； 支持過壓、過流、過溫防護； 板載電位器支持速度調(diào)節(jié)； 具備LED指示燈&UART調(diào)試接口； 開發(fā)板尺寸：MCU板70mm×40mm，電機驅動板150mm×135mm。 |
