除非你經歷過宇宙飛船,否則汽車電動座椅可能是你經歷過的最復雜的座椅。它比飛機座椅更適合調整,比牙科診所更舒適 – 汽車電動座椅提供豪華的舒適、方便和安全。
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無論您是上下移動座椅還是調整腰部支架,電機都可以很容易地完成這些操作。除了易于移動的優點外,強大的汽車電動座椅還具有其他優點。例如,風扇和加熱器甚至可以通過降低整個溫度系統的電力負荷來增加車輛的范圍。
電動座椅設計趨勢
鑒于汽車電動座椅有多個選擇,制造商正在尋找驅動多個電機的方法。過去,設計師經常使用繼電器來開關電機電源,但繼電器由多個小型機械部件組成,速度能力有限。由于繼電器存在這些缺點,每個開關都會發出噪音,因此不適合脈寬調節 (PWM) 控制電機轉速。
綜合電路 (IC) 各種優點(包括尺寸小、操作安靜、速度控制和可靠性控制)現在已經使用了IC取代機電繼電器的趨勢。借助機電繼電器。IC可使用快速、安靜的開關PWM控制轉速,實現多個電機的平滑同步運行。
繼電器驅動座椅通常是一個繼電器,只驅動一個電機IC這種模式也被用于設計。在只有少數電機的系統中,這種復雜性是一個可接受的缺點。然而,在功能齊全的復雜汽車座椅系統中,將多個電機的驅動電路結合起來可以帶來顯著的好處。包括減少材料清單和使用多軸集成驅動器的設計方法。
多通道柵極驅動解決方案
TI為電動座椅提供多電機汽車柵極驅動。DRV8714-Q1和DRV8718-Q半橋柵極驅動器有四個通道和八個通道。它們集成了電荷泵、電流檢測放大器和可用于多個負載的邏輯電路。IC可控制多達7個不同電機或電機和加熱器的組合,從而減少座椅模塊所需設備的數量。
圖1Renesas代理顯示了DRV8714-Q1通過共用半橋驅動器控制三個電機,它可以單獨操作任何電機或特定組合。您可以選擇最適合電機特性的金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET),并調整DRV8714-Q優化性能的寄存器。
圖1 由DRV8714-Q1汽車柵極驅動器驅動的三電機座椅
驅動靈活性
半橋驅動器通道多達個,DRV8718-Q1能靈活使用適當數量的適當數量MOSFET驅動雙向電機、單向電機(如風扇)和非電機負載(如加熱器)MOSFET為特定負載量身定制。
圖2顯示了四個座椅電機、一個風扇和一個加熱器的控制DRV8718-Q1.風扇(單向旋轉)只需要一個半橋,加熱器只需要一個高邊MOSFET,因此,設計減少了外部晶體管的數量 – 這一切都歸功于多通道柵極驅動器的靈活性。
圖2 驅動多個電機、加熱器和風扇DRV8718-Q汽車柵極驅動器
可以靈活選擇每個最適合相應負載的外部MOSFET,因此,低漏源通態電阻MOSFET可用于提高大電流應用中的熱性能。DRV8718-Q1系列通過調整柵極電流來控制轉換壓擺率,有利于提高電磁兼容性。您也可以通過更改它MOSFET在不改變整體設計的情況下,使座椅模塊適應各種電機。
簡化的接口
單芯片的另一個優點是可以顯著減少發送到微控制器(MCU)的信號。MCU只需使用四個引腳(使用串行外設) [SPI]),可以通過單個DRV8718-Q1控制多達8個半橋,甚至在菊花鏈配置中控制更多通道。該控制包括每個半橋的參數設置、晶體管的獨立或協調控制和診斷監控。
圖3 使用從MCU到DRV8718-Q菊花鏈配置控制16個半橋
可減少統一控制 MCU 工作量。只有一個命令,MCU 所有驅動器都可以啟用;通過寄存器讀取,MCU 可以判斷電機是否有故障。 SPI 讀取出現故障的通道和詳細信息(如需)。
結語
汽車電動座椅繼續提供更高的舒適性和便利性。然而,為了驅動其電機,還需要解決一些設計挑戰。多通道柵極驅動器可以將多個通道集成到單個芯片中,并提供診斷和電流檢測放大器,以幫助解決這些問題。DRV8718-Q1 多通道柵極驅動提供靈活緊湊的解決方案,有助于實現汽車座椅的最新功能。
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