【应用】带LIN总线通信直流电机驱动芯片MLX81150实现汽车座椅电动调节

时间： 2018-05-12 来源：世强

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汽车座椅电动调节就是可以通过电机的控制来调节座椅的前后位置和上下位置，使驾驶员处于一个相对舒适的位置，保证驾驶舒适性。由于采用电机调整，与手部调节相比更加省力和省时间，同时可实现无级调整。

电动座椅控制器主要由手动调节开关、电机驱动、ECU、LIN通信等部分组成。因此，MELEXIS针对这类的应用专门推出一款带LIN总线通信的，多达8个IO口可用于开关输入的DC电机驱动芯片MLX81150。采用此款芯片后只需一个芯片就可以完成电机控制与LIN总线通信功能，大大减化硬件电路的设计，提高系统稳定性。与其他电机驱动芯片相比，MLX81150的优势如下：

• 封装小，休眠时的工作电流仅30uA；

• 带有LIN总线接口；

• 带有两个继电驱动器和四个功率FET栅极驱动器，可以通过PWM实现电机调速；

• 带有霍尔传感器的接口，通过霍尔传感器确定转子位置；

• 内部EEPROM用来存储位置参数；

• 正常工作电压范围5.5V—18V，芯片工作电压低至3.9V；

• 28V的启动条件，45V的过压保护；

• 温度范围为-40℃~150℃。

下图1是作者在汽车座椅电机控制系统中使用MLX81150应用的电路图

图1：MLX81150应用的电路图

电机驱动系统及控制策略

在该应用系统中，使用永磁无刷直流电动机作为电动座椅的调节电机，TC2是霍尔传感器的接口，用来检测电机转子的位置。REL1，REL2，PWM1，PWM2分别接入四个N沟道MOS管，可以根据使用需求两两导通MOS管，组成H桥式电路。由于调解过程中只需要电机正转或者反转，笔者是这样定义的：图中电机左侧为正极，右侧为负极，REL2输出高电平，PWM2输出低电平，则电机正转；若REL1输出高电平，PWM1输出低电平，则电机反转。电机在调解过程中，一定要注意起动瞬间的力矩变化，在PWM接口给占空比的过程中，建议在起动瞬间给30%左右的占空比（具体参数根据电机负载特性调节，笔者使用的这款电机峰值转速大约为3000r/min，大概900r/min的转速起动即可）。下面是笔者根据控制思路进行了PWM占空比的调试设计：

图2：PWM占空比的调试设计图

图2是占空比到达50%时的示波器测试图，此时电机转速约为1500r/min，可以以较为平缓的速度对座椅进行调节。

LIN总线通讯系统

LIN总线负责和车身ECU进行数据交互，可以通过节点控制来控制电机系统。在LIN中，可以定义节点ID和PID信息以进行通讯，笔者定义的节点ID和PID如下表所示：

节点名称	ID	PID
主节点	0x00	0x80
电机节点	0x01	0xc1
霍尔传感器节点	0x02	0x42

本设计总共有2个从机节点，笔者的节点数据字节的命令如下表所示。

第一字节	0x11	电机正转
第一字节	0x12	电机反转
第二字节	0x21	电机停止
第二字节	0x22	霍尔传感器发送位置信号

由于需要每时每刻获得转子位置，因此霍尔传感器需要一直发送位置信号，防止节点数据出现错误导致电机失控。

最后附上笔者设计的电路实物图供各位参考：

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korey Lv7. 资深专家 2019-05-18

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