汽車(chē)空調系統的核心設計“空調控制器”

一、空調系統組成

本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/202003/410593.htm

一個(gè)標準的汽車(chē)空調系統由空調控制面板、空調壓縮機、空調PTC、空調控制器、鼓風(fēng)機以及各類(lèi)執行器件和傳感器組成。其中，空調控制面板負責用戶(hù)指令的輸入，司乘人員可以通過(guò)空調控制面板來(lái)調節車(chē)內空氣的溫度、濕度、潔凈度、流速等；空調壓縮機用于空氣的制冷；空調PTC用于空氣的制熱；鼓風(fēng)機用于輸出一定的風(fēng)量；而空調控制器，正是聯(lián)結以上各個(gè)產(chǎn)品的核心，它可以準確地獲取車(chē)內環(huán)境實(shí)況，根據用戶(hù)需求來(lái)控制各個(gè)模塊，從而使得車(chē)內環(huán)境滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。

圖 1. 空調系統組成

二、空調控制器框圖

空調控制器連接著(zhù)車(chē)內多個(gè)傳感器，能夠通過(guò)這些傳感器準確獲取車(chē)內環(huán)境。同時(shí)，控制器通過(guò)CAN與空調控制面板通訊，可以實(shí)時(shí)的獲取駕駛員對環(huán)境的要求。利用內部算法，通過(guò)CAN來(lái)控制空調壓縮機與空調PTC，鼓風(fēng)機并且通過(guò)控制風(fēng)門(mén)電機，閥門(mén)等執行器件，來(lái)達到對車(chē)內環(huán)境的精確控制。

詳細的空調控制器框圖如下：

圖 2.  空調控制器框圖

1. 關(guān)鍵器件推薦

主控：空調控制器由于需要連接車(chē)內多個(gè)傳感器，需要較為復雜的控制算法，對主控的FLASH大小和ADC路數要求較高。NXP的S32K系列MCU，資源豐富，性?xún)r(jià)比高。Flash從128KB到2MB，ADC路數從13路到64路。足以勝任不同需求的空調控制器應用。

圖3.  S32K系列資源

多路H橋驅動(dòng)：ON的NCV772x (x: 1,3,4,5,6)系列，最多可驅動(dòng)11個(gè)直流電機。具有如下特點(diǎn)：

·   0.5A持續電流，1.1A峰值電流；

·   5MHz SPI 通訊

·   兼容5V和3.3V的系統；

·   過(guò)壓、欠壓關(guān)斷；過(guò)溫、過(guò)流保護；

·   輕載檢測；

·   故障錯誤上報；

圖4.  NCV7726典型應用

多路低邊驅動(dòng)：ELMOS的E520.01（12通道）、 E520.03（8通道），是具有堵轉檢測的多通道低邊驅動(dòng)芯片。對于步進(jìn)電機驅動(dòng)場(chǎng)合十分適用，其特點(diǎn)如下：

·   (RON typ. 1.2Ohm / IMAX = 350mA)，帶堵轉檢測功能

·   開(kāi)路、過(guò)溫檢測、短路檢測和限制、驅動(dòng)感性負載可輸出箝位

·   輸出可并聯(lián)驅動(dòng)更大負載

·   數字電壓范圍3V~5.5V

·   待機電流小 <1uA

·   SPI接口與MCU通訊

圖5.  E520.0x 框圖