汽車智能化和新域控架構(gòu)催生智能執(zhí)行器應(yīng)用的增長(zhǎng)

隨著汽車智能化的發(fā)展，越來越多的智能化功能被整合到汽車中，例如自動(dòng)駕駛、智能導(dǎo)航、語音控制等。這些功能的實(shí)現(xiàn)需要依賴大量的傳感器和執(zhí)行器，其中智能執(zhí)行器扮演著重要的角色。智能執(zhí)行器是一種集成了微處理器、傳感器、通信模塊等先進(jìn)技術(shù)的執(zhí)行器，能夠?qū)ζ囍械母鞣N設(shè)備進(jìn)行精確的控制，并且具備自診斷功能和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，為現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展帶來了顯著的進(jìn)步。

新域控架構(gòu)的出現(xiàn)進(jìn)一步推動(dòng)了智能執(zhí)行器的應(yīng)用。新域控架構(gòu)是指將汽車的各個(gè)按功能劃分的分布式控制器改為按照位置進(jìn)行布置的區(qū)域控制器，不同區(qū)域之間通過高速通信總線如Ethernet 進(jìn)行通訊。車身各個(gè)位置遠(yuǎn)端的的傳感器和執(zhí)行器通過簡(jiǎn)單的總線如CAN， LIN， UART CAN 等接入?yún)^(qū)域控制器，由區(qū)域控制器集中進(jìn)行信息的融合和管理；遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)單一的傳感信號(hào)處理或執(zhí)行動(dòng)作，要求具有基本的通訊功能和一定的本地計(jì)算能力，因?yàn)楣δ軐?shí)現(xiàn)單一，方便電子和機(jī)械件的集成，進(jìn)一步減小執(zhí)行器的體積和重量。這種架構(gòu)可以提高汽車的控制效率和智能化水平，使得汽車能夠更好地適應(yīng)各種復(fù)雜的駕駛環(huán)境和駕駛需求。

在新域控架構(gòu)下，智能執(zhí)行器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)控制域的精確和協(xié)同控制，例如對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，燈光，空調(diào)，天窗等進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，從而提高汽車的性能和安全性。同時(shí)，智能執(zhí)行器還可以與其他車載系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)更加智能化的駕駛體驗(yàn)。汽車智能化和新域控架構(gòu)的發(fā)展促進(jìn)了智能執(zhí)行器的應(yīng)用，為現(xiàn)代汽車工業(yè)的進(jìn)步注入了新的動(dòng)力。未來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，智能執(zhí)行器將在汽車智能化領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

新能源汽車的發(fā)展 催生了更高級(jí)熱管理系統(tǒng)和 電子閥的應(yīng)用

熱管理系統(tǒng)是新能源汽車中的重要組成部分，它負(fù)責(zé)控制車輛內(nèi)部溫度、濕度等參數(shù)，保證車輛在各種環(huán)境下的穩(wěn)定性和舒適性。電子閥和電磁閥是熱管理系統(tǒng)中的關(guān)鍵零部件，它們?cè)谙到y(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用。

電子閥是一種用于控制流體流動(dòng)的裝置，它通過電子信號(hào)控制閥門的開關(guān)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流體流量、壓力等參數(shù)的精確控制。在新能源汽車的熱管理系統(tǒng)中，電子閥通常被用于控制冷卻液、制冷劑等流體的流動(dòng)，以保證系統(tǒng)在不同工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。電子閥的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快、控制精度高、可靠性高等。

智能執(zhí)行器和集成式熱管理系統(tǒng)中的電子閥都會(huì)大量用到微馬達(dá)和配套的高集成度微馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片， 泰矽微TCM33x 系列微馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系列芯片是為滿足這兩類市場(chǎng)需求推出的國(guó)產(chǎn)化高集成度方案。

產(chǎn)品系列

TCM33x系列目前推出三種產(chǎn)品

TCM330是集成0.5A驅(qū)動(dòng)能力的4相半橋的驅(qū)動(dòng)芯片，主要面向智能電動(dòng)風(fēng)門；

TCM333 是集成1A 驅(qū)動(dòng)能力的4相半橋驅(qū)動(dòng)芯片，主要面向功率稍大的步進(jìn)電機(jī)或電磁閥的應(yīng)用；

TCM332 集成了3相半橋驅(qū)動(dòng)， 主要應(yīng)用為無刷直流電機(jī)。

TCM330和TCM333產(chǎn)品主要特性

6V to 28V工作電壓，40V load Dump 耐壓

集成4路半橋驅(qū)動(dòng)：

- 0.5A RMS/1.6A Peak（TCM330），1A RMS/1.6A Peak（TCM333）電流能力

- 集成電荷泵滿足100% 占空比工作

- 自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間和電流上升斜率控制

- 高低邊MOSFET 防直通保護(hù)

MCU: Arm Cortex M0， 48 MHz主頻

集成32 KB ECC eFlash , 4KB SRAM，512B ECC EEPROM

10 路低壓IO 和 1 高壓IO, 支持?jǐn)?shù)字和模擬功能

硬件同步觸發(fā)模式 14 位 1M SPS ADC

IO 口支持8路單端（包括3路差分）輸入

4路 12-bit 馬達(dá)控制PWM 模塊

1x 16-bit 通用Timer，2 個(gè)基本定時(shí)器

2 路帶8 bit DAC 輸出參考的比較器。

2 路精準(zhǔn)電流采樣運(yùn)放

母線電壓和相線電壓采樣ADC 通道

硬件數(shù)學(xué)加速引擎支持Arctan / Divider / SQRT

支持3線或4線SPI 接口的位置傳感器

過壓，欠壓，短路，過載檢測(cè)功能

滿足LIN 2.x/SAE J2602 and ISO17987-4 協(xié)議

支持LIN 總線自動(dòng)尋址功能

時(shí)鐘擴(kuò)頻功能降低EMI

國(guó)產(chǎn)超小封裝QFN 24 5mm*5mm

AEC-Q100 Grade1 Tamax=125 °C， Tjmax 150

典型應(yīng)用如圖1，其它支持的應(yīng)用，直流電機(jī)（圖2，圖3）， 繼電器和電磁閥驅(qū)動(dòng)（圖4，圖5）

圖1兩相步進(jìn)電機(jī)

圖2 驅(qū)動(dòng)4個(gè)單向直流電機(jī)

圖3 驅(qū)動(dòng)3個(gè)雙向直流電機(jī)

圖4 4路底邊開關(guān)

圖5 4路高邊開關(guān)

TCM332為3相半橋 1A驅(qū)動(dòng)能力的無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，支持有感/無感控制模式，主要應(yīng)用為風(fēng)門控制， AGS自動(dòng)格柵，電動(dòng)充電蓋，座椅通風(fēng)等（圖6）。

TCM332產(chǎn)品主要特性：

6V to 28V工作電壓，40V load Dump 耐壓

集成3路半橋驅(qū)動(dòng)：

- 1A RMS/1.6A Peak電流能力

- 集成電荷泵滿足100% 占空比工作

- 自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間和電流上升斜率控制

- 高低邊MOSFET 防直通保護(hù)

MCU: Arm Cortex M0， 48 MHz主頻

集成32 KByte ECC eFlash , 4K SRAM，512B ECC EEPROM

10 路低壓IO 和 1 高壓IO, 支持?jǐn)?shù)值和模擬功能

硬件同步觸發(fā)模式 14 位 1M SPS ADC用于相線和母線電壓以及電流采樣

IO 口支持8路單端（包括3路差分）輸入ADC 功能支持模擬輸出位置傳感器

3路 12-bit 馬達(dá)控制PWM 模塊

1x 16-bit 通用Timer，2 個(gè)16位基本定時(shí)器

換相檢測(cè)比較器。

1路精準(zhǔn)電流采樣運(yùn)放

母線電壓和相線電壓采樣ADC 通道支持軟件模式換相檢測(cè)

硬件數(shù)學(xué)加速引擎支持Arctan / Divider / SQRT有效縮短算法時(shí)間

支持3線或4線SPI 接口的位置傳感器

過壓，欠壓，短路，過載檢測(cè)功能

滿足LIN 2.x/SAE J2602 和 ISO17987-4 協(xié)議

支持LIN 總線自動(dòng)尋址功能

時(shí)鐘擴(kuò)頻功能有效降低EMI

硬件支持撬杠模式母線過壓保護(hù)

國(guó)產(chǎn)超小封裝QFN 24 5mm*5mm

AEC-Q100 Grade1 Ta max=125 °C， Tjmax 150

圖 6

TCM33x系列產(chǎn)品主要優(yōu)勢(shì)：

封裝小， 國(guó)產(chǎn)超小封裝的微馬達(dá)驅(qū)動(dòng) QFN24 5mm*5mm 封裝

經(jīng)過認(rèn)證成熟的LIN總線物理層和數(shù)據(jù)鏈路層（可以提供權(quán)威機(jī)構(gòu)報(bào)告）

支持LIN 總線自動(dòng)地址分配，最多可接15個(gè)Slave

支持硬件模式或軟件模式馬達(dá)控制算法，兼顧低速和高速控制的穩(wěn)定性

硬件加速數(shù)學(xué)引擎加快算法的執(zhí)行時(shí)間

可控的驅(qū)動(dòng)電流斜率（圖7，藍(lán)色線MOSFET電流上升時(shí)間，軟件可調(diào)）和展頻功能有助于以簡(jiǎn)化的外部電路滿足EMI 性能要求

審核編輯：劉清