大联大世平集团推出以旗芯微产品为核心的新能源汽车e-Compressor空压机方案

电子设计圈 2024-10-09 16:03
大联大控股宣布,其旗下世平推出以旗芯微(Flagchip)MCU为主,辅以NXP、onsemi、Vishay和纳芯微等芯片为周边器件的新能源汽车e-Compressor空压机方案。

图示1-大联大世平以旗芯微产品为核心的新能源汽车e-Compressor空压机方案的展示板图

随着新能源汽车行业的迅猛发展,高压快充技术成为解决“里程焦虑”和充电效率问题的关键。在此趋势下,越来越多的车企向着800V高压平台进军。对此,大联大世平推出以旗芯微FC4150F512BS1P64T1A MCU为核心,搭载NXP汽车安全系统基础芯片(SBC)MFS2300BMBA0EP、onsemi IPM模块NFVA23512NP2T、PSR DC/DC NCV12711ADNR2G器件、圣邦微运算放大器SGM8557H-1AQ、纳芯微隔离器NSI8220W0、NSI1311和NSI1300D25、Molex连接器以及Vishay电阻器的新能源汽车e-Compressor空压机方案。该方案符合ASIL-B功能安全等级,可用作驱动新能源汽车的空调系统。


图示2-大联大世平以旗芯微产品为核心的新能源汽车e-Compressor空压机方案的场景应用图

旗芯微FC4150F512BS1P64T1A是一款基于ARM Cortex-M4内核的32位微控制器,最高工作频率可达150MHz,内置高速存储器,具有丰富的I/O端口和外设,能够扩展多种功能。

在IPM模块设计方面,方案采用onsemi旗下NFVA23512NP2T芯片,其内置3个高速半桥高压栅极驱动电路,集成(1200V/35A)低损耗的IGBT管,内置高边自举二极管,最大支持20KHz的PWM,死区最小时间为2μs。并且器件还提供多个保护功能,包括欠电压锁定、过电流锁定、驱动与集成电路的温度监测和故障报告等,可为汽车电机带来高性能与高安全特性。

本方案的低压电源供电分为两路,在MCU电源部分,采用一颗带有功能安全的电源管理芯片——MFS2300BMBA0EP。该产品集成多路LDO输出和多种监控诊断功能,包括唤醒输入、看门狗、复位、中断,以及对电路诊断后的失效输出等,并且器件内置CAN、LIN模块,能够快速与其他模块进行交互。此外,MFS2300BMBA0EP与MCU通过SPI通信,在系统运行时,可提供潜在的故障监测报告,以增强安全特性。

IPM供电部分采用onsemi的NCV12711ADNR2G,它是一款固定频率峰值电流模式PWM控制器,适用于隔离式DC/DC拓扑结构。该器件在4V至45V范围内工作,无需辅助绕组,支持100kHz至1MHz的可编程频率调节,并内置斜率补偿避免次谐波震荡。另外,该控制器集成了软启动、欠压锁定(UVLO)及过功率保护(OPP)功能,可提升系统安全。


在隔离器的选型上,方案采用的NSI8220W0、NSI1311和NSI1300D25均为纳芯微旗下产品,其中,NSI8220W0用于传输PWM信号、反馈VFO、LDO_PG信号;NSI1311用于采样母线电压、IPM温度信号;NSI1300D25用于对IPM的底边管进行电流采样。

运算放大器部分,方案采用圣邦微旗下的车规级SGM8557H-1AQ,利用此产品可将电压、电流采样隔离器输出的差分信号转化为单端输出,从而供MCU ADC外设采样。

图示3-大联大世平以旗芯微产品为核心的新能源汽车e-Compressor空压机方案的方块图

除了丰富的硬件支持,本方案在软件上采用世平Sensorless FOC双电阻采样的软件库架构,通过板载电位器使电机旋转。并且采用电流环加速度环的双环控制,使系统运作更加稳定。

核心技术优势:
  • MFS2300BMBA0EP(SBC)与FC4150F512BS1P64T1A(MCU)组合符合ASIL-B功能安全要求标准;
  • SBC FCCU硬件监控MCU故障,同时Watchdog进行MCU存活监督,确保系统失效安全保护;
  • 提供全功能的电机软硬故障保护、过流、过欠压、堵转、缺相、过温等;
  • 提供软件demo算法、如高频注入、死区补偿、滑膜观测器、FOC等;
  • 提供硬件参考设计,加快产品快速开发。
方案规格:
  • 高压侧输入电压范围:460VDC~860VDC;
  • 低压侧输入电压范围:8VDC~18VDC;
  • MCU:ARM Cortex-M4 32-bit内核,主频高达150MHz,ASIL-B功能安全等级;
  • 支持CAN、LIN通信;
  • 支持2/3 Shunt R三相电流采样;
  • 支持过压、过流、过温防护;
  • 板载电位器支持速度调节;
  • 具备LED指示灯&UART调试接口;
  • 开发板尺寸:MCU板70mm×40mm,电机驱动板150mm×135mm。

本篇新闻主要来源自大大通:
世平基于新能源电车e-Compressor空压机(Spark-800V)应用方案
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