圖1：無刷直流電機在汽車中的應用

　　

　　

直流無刷電機無需電刷和換向器
，解決空間受限的係統設計，且不用擔心一般的磨損、火花和噪聲，提供良好的控製，為汽車內的特定應用提供可變速控製。更重要的是
，直流無刷電機可提升燃油能效，節省約60%~70%的能耗。當無刷電機用於電動助力轉向(EPS)，行駛裏程增加3~5%
，用於 電動水泵(EWP)及電動油泵(EOP)提升約3%的能效，用於燃油泵提升約1%denengxiao。liru，shuibengheyoubengtongchangtongguofadongjidianyuanyunxing。ruguofadongjitingzhi，fadongjiqitingxitongjiumeiyoudianyuan。danshi
，ruguodianjiyongyushuibengheyoubeng，wulunfadongjishiqidonghaishitingzhi，zhexiegongnengdoukeduliyunxing，congertishengranyoujingjixing。

　　

　　

若(ruo)采(cai)用(yong)直(zhi)流(liu)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)替(ti)代(dai)有(you)刷(shua)電(dian)機(ji)，那(na)麼(me)以(yi)前(qian)必(bi)須(xu)由(you)換(huan)向(xiang)器(qi)機(ji)械(xie)式(shi)完(wan)成(cheng)的(de)工(gong)作(zuo)
，現(xian)在(zai)通(tong)過(guo)三(san)相(xiang)逆(ni)變(bian)器(qi)電(dian)氣(qi)化(hua)完(wan)成(cheng)。逆(ni)變(bian)器(qi)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)門(men)極(ji)驅(qu)動(dong)器(qi)
，它(ta)通(tong)常(chang)由(you)一(yi)個(ge)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)實(shi)施(shi)複(fu)雜(za)的(de)軟(ruan)件(jian)算(suan)法(fa)來(lai)控(kong)製(zhi)。這(zhe)增(zeng)加(jia)了(le)係(xi)統(tong)複(fu)雜(za)性(xing)，對(dui)工(gong)程(cheng)師(shi)來(lai)說(shuo)是(shi)一(yi)大(da)技(ji)術(shu)挑(tiao)戰(zhan)。而(er)安(an)森(sen)美(mei)半(ban)導(dao)體(ti)推(tui)出(chu)的(de)智(zhi)能(neng)直(zhi)流(liu)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)和(he)驅(qu)動(dong)芯(xin)片(pian)LV8907，可解決這一挑戰。該方案無需外部電機位置傳感器或係統微控製器，減少PCB占位麵積，自帶嵌入式控製算法
，無需自寫電機控製算法，降低係統複雜性
，縮短開發周期，加快產品上市。
 

圖2：LV8907無需傳統方案中的微控製器和傳感器

 

　　

LV8907利用無傳感器驅動邏輯實現無傳感器120度或150度控製換流，采用近似正弦波運行以滿足無聲驅動要求。可配置的參數適合一係列電機和負載組合，一次性可編程(OTP)內存提供參數存儲，實現方案定製化
，省去外部元件來執行各種設置，實現獨立工作，集成門極驅動器
，用於驅動外部N-MOSFET，電荷泵驅動提供100%占空比和擴展的低壓工作。芯片通過LIN接口與外界交互，SPI接口提供配置
、實時控製和診斷。在汽車應用中，要求能在150°C的環境溫度(Ta)和170°C的結溫(Tj)下工作，LV8907耐受工作結溫達175℃
，確保在嚴苛的汽車工作環境下的可靠性，完全符合AEC-Q100標準。

 

圖3：LV8907框圖

　　

由於LV8907高度集成MOSFET門極驅動器、LIN收發器和低壓降穩壓器(LDO)
，最大限度地減少占位麵積;無需依賴的位置傳感器，無軟件缺陷，故障監測及診斷功能完善，集成逐周期限流、過流保護、過壓/欠壓保護
、過溫保護
、堵轉保護等一係列保護特性，基於狀態機的方案采用OTP實現參數化
，無EMI/EMC問題引起的數據損壞，實現最高係統可靠性;LV8907無需軟件和易於定製，比基於微控製器的方案縮短達80%的開發時間，加快產品上市，並節省物料單成本。

　　

　　

隨著降低汽車內電子電路成本
、減小尺寸及重量，和實現更高可靠性的要求日益增加
，智能功率模塊可更好地滿足趨勢所需。如安森美半導體的STK984係列，集成BLDC LV8907和多個獨立的功率MOSFET
，無需電路板、傳感器和外部微控製器，節省空間、減輕重量，成本也隨之降低，用於驅動汽車滑動門
、EPS單元、泵、雨刮、HVAC和散熱風扇，提供更高可靠性。

 

圖4：獨立的無傳感器式電機控製IPM

　　

STK984係列采用獨特的絕緣金屬基板技術(IMST)
，將不同結構的半導體元件及無源器件和其它部分集成到單個模塊中。IMST結構通過使用絕緣層覆蓋鋁片
，將銅箔置於頂層

，並在銅箔上蝕刻
，使單層布線圖案能被自由定製。基於IMST的IPM
，由於功率晶體管、提供溫度檢測的控製電路和保護電路可貼裝在同一板上
，從而最大限度減小溫度檢測的誤差，實現高精度溫度檢測;由於在金屬基板的鋁片和銅箔之間有一個分布式電容通過絕緣樹脂，有效地降低噪聲;此外

，IMST結構還提供出色的散熱性能。

　　

例如，3相無刷電機驅動器IPM STK984-090A-E/091A-E內置預驅動器IC、分流電阻和電荷泵電路
，集成過流、過溫、過壓/欠壓等保護特性，可用於汽車鼓風機風扇
、散熱風扇、水泵和滑動門等等。

　　

又如STK984-190-E集成7 個MOSFET到單個小封裝中，采用直接鍵合銅(DBC)基板，無需絕緣襯墊
，具有低熱阻抗，提供極佳散熱性和設計靈活性，內置反向連接電池保護
，提升可靠性
，完全符合AEC-Q100要求，用於12 V係統時的電機功率達300 W。同分立方案相比，STK984-190-E的占位麵積
、重量、元件數和熱阻抗分別減少48.7%、36.2%
、53.8%和21.1%，是用於汽車雨刮器、風扇和泵等應用的理想器件。

　　

　　

為應對汽車功能電子化趨勢，車用電機正越來越多，並從有刷直流向無刷直流發展。隨著減小尺寸及重量
、jiangdixitongchengbenheshixiangenggaokekaoxingdeyaoqiuriyizengjia，xuyaobuduantigaojichengdu。ansenmeibandaotitigongquanmiandewushuadianjifangan，baokuofenlihejichengfangan，ruwuchuanganqideBLDC LV8907及更高集成度的IPM STK984係列
，解決軟件編寫
、空間
、成本和設計時間等方麵的挑戰，提供更高能效、功率密度和係統可靠性，是水泵
、油泵、燃油泵、散熱風扇、HVAC

、雨刮器和滑動門等汽車應用的理想選擇。

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