【应用】隔离方式的汽车无刷转向助力(EPS)方案除电机以外的主要器件推荐

2018-11-24 世强
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汽车电动式助力转向系统(EPS)是由电动机提供动力的新型汽车转向助力系统。一般由扭矩传感器,电控单元(微处理器),电动机与电磁离合器,减速器等组成 ,它通过电子控制装置,使转向助力电机产生所需的辅助助力,达到操纵稳定、转向轻巧、行使安全的目的,进而使驾驶员行车有良好的舒适感。方向盘转轴的扭矩检测和对助力电机的控制在EPS系统设计中至关重要。

本方案提供了EPS除电机以外的主要电子器件,如TT Electronics的扭矩传感器、RENESAS32位MCU RH850/P1x,产品均满足汽车电子的可靠性要求。


 

图1.EPS控制系统

如图1所示,EPS系统通过微电脑控制单元(MCU)根据转向传感装置和车速传感器传出的信号,确定转向助力的大小和方向,并驱动电机辅助转向操作。系统的重点是MCU,转向传感和电机的驱动控制,以及其他电源,防噪隔离等辅助部件。


RENESAS集成电机控制IP的32位MCU RH850/P1x,拥有40nm工艺,高性能的锁步式CPU,双核技术为系统的可靠性提供最优化的解决方案,满足ASIL-D等级,符合安全性设计;此外,电机控制IP解决了助力电机控制设计的问题。两个独立的12 bit ADC,可实现对EPS各状态信号的实时监控。


TT Electronics专业用于汽车EPS的扭矩传感器SX-42xxSX-43xxSX-44xx, 易安装,模拟输出兼容性好,生命周期信号无退化。有接触/非接触可选,匹配各型号转轴连接器, 解决了单个传感器可靠安装的难题;扭矩灵敏度± 5°到± 8°,角度信号精度达± 3%,扭矩线性度达± 3%,位置角度360°到± 900°。可以根据转轴连接器的型号,选择匹配扭矩传感器的具体型号,可提供SX-42xx/SX-43xx/SX-44xx各具体型号匹配的转轴连接器型号表,方便客户选型。


SILICON LABS隔离驱动电路SI823X产品系列,输出0.5-4A的驱动能力,隔离电压达5kv,可编程死区控制,工作温度–40 to+125 °C,AEC-Q100 认证,非常适合汽车马达控制。低成本,世强有供货保证。Silicon Labs隔离放大器Si8920内置放大,隔离功能,低噪声 0.10 mVrms/100KHz, 增益误差 <0.5%;工作温度–40 to 125 °C,符合AEC-Q100。


SHINDENGEN6管集成MOSFET模块MG003A,耐压40V ,内阻1.6mΩ,电流可达100A以上,热阻0.92℃/W,散热效果好,专用于汽车EPS马达驱动。


ISABELLENHUTTE的高精度隔离采样电阻BVT系列功率可达6W,阻值最小可达0.3mΩ,电流最大可达100A;工作温度-55 to +170 °C,性能非常稳定。


方案中利用扭矩传感器信号经Si8920隔离放大,提供给电控单元为处理器RH850/P1x,同时根据车速信号,MCU提供电机驱动PWM信号经隔离驱动电路SI823X驱动SHINDENGEN的6管集成MOSFET模块MG003A,驱动电机。形成一个闭环控制系统。高精度隔离采样电阻BVT可用来对电机母线电流进行采样检测,经隔离放大器Si8920放大提供给电控单元,作为对电机驱动状态的监控。


世强代理应用于汽车市场的产品的众多品牌,可参考世强元件电商平台,选择适合各种应用的满足汽车认证的产品。

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