可在150℃高温下工作的BLDC控制芯片

  作者:angelazhang 时间:2016-03-25

有刷直流电机以提高动力燃油效率,降低尺寸等优点取代了传统的机械方式,但有刷直流电机也存在诸如摩擦噪声,火花和电气噪声等问题。无刷直流电动机(BLDC)的出现解决了这些问题。无刷直流电机(BLDC)首次成为可能得益于半导体等周边技术的发展,它具有寿命长,节能,噪音低,体积小,光,不产生火花。由于其具有易维护,噪音低,尺寸小和安全高等优点,在汽车上的应用正在不断的增加。瑞萨推出的RL78 F13 /F14 可以很好的帮助客户解决无刷直流电机控制等问题。


图1:无刷直流电机在汽车上的应用


无刷直流电机在车辆上的应用

一辆载有超过五十小电机。这些小的电机中,为实现节约能源,寿命更长,更紧凑的尺寸,降噪,更多的是更换为无刷直流电机(BLDC)


图2:无刷直流电机参考方案框图


无刷直流电机参考方案

可通过RL78/F13 or F14 timer RD实现理想的电机控制,Tmer RD支持三相无刷电机控制。

目标应用:

1、发动机冷却风扇

2、水泵和机油泵

3、HVAC(加热、通风和空调)控制等。


RL78/F13及RL78/F14 MCU的主要特性:

(1)  广泛的产品线,可轻松实现平台标准化,提高开发效率

由于不同系统的规格各不相同,要将 ROM 重新应用到其他不同系统,就需要改变其尺寸,为了满足这一需求,全新的 MCU 均集成了相同的 CPU 内核,并拥有汽车网络(例如 CAN和 LIN)和引脚布局等外围功能。丰富的RL78/F13 和 RL78/F14 产品线可支持多种多样的应用需求。这样即可通过重复利用软件和印刷电路板等设计资产来构建开发平台,从而提高整体系统的开发效率。
      另外,RL78/F13 和 RL78/F14 MCU 还集成了瑞萨电子现有 78K0R 和 R8C CPU 内核的高性能的 MCU 外围功能。因此其可让系统制造商在有效利用现有资产的同时,得益于 CPU 内核新加的乘加指令而提高系统性能。


(2) 紧凑小巧的封装,支持最高 150℃ 的高温运行环境,可缩小整体单元尺寸

为了满足体积更小巧的 ECU 的需求,瑞萨电子开发出了全新的 QFN(四方扁平无引脚)封装。相比瑞萨电子现有的 32 引脚 SSOP封装(窄间距小外形封装),新的 QFN 封装能够将安装面积减少约69%,而与瑞萨电子现有的 QFN 封装相比,全新的 QFN 封装在引脚侧表面设有凹口,以便在安装过程中提高焊接粘附性,可实现在不改造工厂生产线的情况下安装新的 MCU 设备。采用新 QFN 封装后,可缩小印刷电路板的尺寸,从而实现整体 ECU 系统的微型化。

另外,为了实现更高级别的系统微型化,市场对执行机构上安装 MCU 的机械和电子部件进行统一化的呼声日益强烈,但是,比如在水泵等应用的工作条件下,环境温度(Ta)会达到比较高的水平,因此现有的 MCU难以应用于该应用条件中。而 RL78/F13 和 RL78/F14 MCU 则可在高达 150℃ 的环境温度下正常工作,因此可以直接装入执行机构,从而进一步提高系统微型化水平。


(3) 降低50% 待机能耗,实现低能耗系统设计

通过采用更低的电流消耗的待机模式,RL78/F13 和 RL78/F14 MCU 的待机电流相比瑞萨电子现有的 78K0R/Fx3 MCU 下降了50%,即从 1μA(微安)下降为 0.5μA(微安)。新 MCU 还具有在不激活 CPU 的情况下执行 A/D 转换的功能,从而进一步降低系统能耗。


(4) 丰富的硬件功能,可保证功能安全性

针对安全性进行了改善的结构可对电气或电子故障进行检测,从而保障系统安全性,而这一特性,对于努力达到 ISO 26262 功能安全性标准的汽车系统来说极有帮助,同时,市场对于在 MCU 内部加入自诊断功能的需求也日益强烈。
      RL78/F13 和 RL78/F14 MCU 包含了多种多样的硬件特性,可保证下述的功能安全性:将参考电压或电源电压进行转换,并将转换结果与标准值进行比较,从而确定 A/D 转换器工作正常的检测功能;使用中断检测堆栈溢出从而防止软件失控的功能;通过将外部时钟振荡器与内部振荡器进行比较,检测外部时钟振荡器是否停止的功能。



关键词: 直流电机 控制芯片 BLDC

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