大聯(lián)大世平集團(tuán)推出以旗芯微產(chǎn)品為核心的新能源汽車e-Compressor空壓機(jī)方案

致力于亞太地區(qū)市場的國際領(lǐng)先半導(dǎo)體元器件分銷商---大聯(lián)大控股宣布，其旗下世平推出以旗芯微（Flagchip）MCU為主，輔以NXP、onsemi、Vishay和納芯微等芯片為周邊器件的新能源汽車e-Compressor空壓機(jī)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(jī)方案的展示板圖

隨著新能源汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，高壓快充技術(shù)成為解決“里程焦慮”和充電效率問題的關(guān)鍵。在此趨勢下，越來越多的車企向著800V高壓平臺進(jìn)軍。對此，大聯(lián)大世平推出以旗芯微FC4150F512BS1P64T1A MCU為核心，搭載NXP汽車安全系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC）MFS2300BMBA0EP、onsemi IPM模塊NFVA23512NP2T、PSR DC/DC NCV12711ADNR2G器件、圣邦微運(yùn)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(jī)方案。該方案符合ASIL-B功能安全等級，可用作驅(qū)動新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)。

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(jī)方案的場景應(yīng)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(dá)150MHz，內(nèi)置高速存儲器，具有豐富的I/O端口和外設(shè)，能夠擴(kuò)展多種功能。

在IPM模塊設(shè)計(jì)方面，方案采用onsemi旗下NFVA23512NP2T芯片，其內(nèi)置3個(gè)高速半橋高壓柵極驅(qū)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(shí)間為2μs。并且器件還提供多個(gè)保護(hù)功能，包括欠電壓鎖定、過電流鎖定、驅(qū)動與集成電路的溫度監(jiān)測和故障報(bào)告等，可為汽車電機(jī)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(fù)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(jìn)行交互。此外，MFS2300BMBA0EP與MCU通過SPI通信，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，可提供潛在的故障監(jiān)測報(bào)告，以增強(qiáng)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)。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(bǔ)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(hù)（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(jìn)行電流采樣。

運(yùn)算放大器部分，方案采用圣邦微旗下的車規(guī)級SGM8557H-1AQ，利用此產(chǎn)品可將電壓、電流采樣隔離器輸出的差分信號轉(zhuǎn)化為單端輸出，從而供MCU ADC外設(shè)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(jī)方案的方塊圖

除了豐富的硬件支持，本方案在軟件上采用世平Sensorless FOC雙電阻采樣的軟件庫架構(gòu)，通過板載電位器使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。并且采用電流環(huán)加速度環(huán)的雙環(huán)控制，使系統(tǒng)運(yùn)作更加穩(wěn)定。

核心技術(shù)優(yōu)勢：

• MFS2300BMBA0EP（SBC）與FC4150F512BS1P64T1A（MCU）組合符合ASIL-B功能安全要求標(biāo)準(zhǔn)；
• SBC FCCU硬件監(jiān)控MCU故障，同時(shí)Watchdog進(jìn)行MCU存活監(jiān)督，確保系統(tǒng)失效安全保護(hù)；
• 提供全功能的電機(jī)軟硬故障保護(hù)、過流、過欠壓、堵轉(zhuǎn)、缺相、過溫等；
• 提供軟件demo算法、如高頻注入、死區(qū)補(bǔ)償、滑膜觀測器、FOC等；
• 提供硬件參考設(shè)計(jì)，加快產(chǎn)品快速開發(fā)。

方案規(guī)格：

• 高壓側(cè)輸入電壓范圍：460VDC~860VDC；
• 低壓側(cè)輸入電壓范圍：8VDC~18VDC；
• MCU：ARM Cortex-M4 32-bit內(nèi)核，主頻高達(dá)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(hù)；
• 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(jī)驅(qū)動板150mm×135mm。