汽車已然走進(jìn)千家萬戶，

人們對(duì)車輛的要求也不止于性能。

舒適的座椅會(huì)讓駕駛員減輕疲勞，

保持愉悅的心情讓駕車更為暢快。

如今，ADAS逐漸成為熱門技術(shù)，

但你又是否知曉？

造就現(xiàn)代電動(dòng)座椅的又一重要技術(shù)是什么？

TI 帶你深入解析！

首批電動(dòng)座椅幾乎都有一個(gè)或兩個(gè)電動(dòng)調(diào)整裝置：主要是向前/向后調(diào)整裝置和傾斜的靠背。事實(shí)上，早期的汽車座椅根本無法調(diào)整；福特T型車看上去像固定沙發(fā)，車速慢時(shí)足夠舒服，但在性能和安全方面的設(shè)計(jì)卻相對(duì)比較簡單。

如今，座椅已成為汽車中一項(xiàng)復(fù)雜的子系統(tǒng)。從支持駕駛員（或乘客）的角度而言，座椅不僅僅只是一把椅子，它還有更多的其它功能。座椅具有配備精確支撐裝置的人體工效學(xué)平臺(tái)，可以阻止向下的重力、縱向加速度和側(cè)向（轉(zhuǎn)向）力。

此外，現(xiàn)代電動(dòng)座椅可在各個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整，例如：與方向盤的距離、座椅高度、座椅的傾斜度、腰靠，對(duì)于這些我們可以進(jìn)行不同程度的調(diào)整以提升駕駛員的駕乘體驗(yàn)，我們還可以通過提供加熱坐墊或冷卻坐墊以及具有按摩功能的靠背來提升座椅舒適度。如果駕駛員開車時(shí)偏離軌道或感覺昏昏欲睡，座椅甚至能使音響系統(tǒng)發(fā)出隆隆的節(jié)拍聲或搖晃駕駛員?，F(xiàn)代座椅還會(huì)根據(jù)所測的體重來設(shè)置氣囊并提供在碰撞事故中可以減少頸部受傷幾率的頭枕。

電機(jī)使一切座椅調(diào)整功能都具有可能性。大多數(shù)座椅采用旋轉(zhuǎn)式的有刷直流(BDC)電機(jī)，但部分應(yīng)用卻開發(fā)出具有電子整流無刷直流(BLDC)電機(jī)，這可以減少電機(jī)重量并消除電刷的磨損和噪音。

座椅驅(qū)動(dòng)電機(jī)

改變座椅位置的各種電機(jī)有不同之處，但也存在許多共同之處。通常需要雙向調(diào)整座椅位置，這意味著驅(qū)動(dòng)電子器件可以使電機(jī)電壓進(jìn)行雙向轉(zhuǎn)換（從正向轉(zhuǎn)為反向或從反向轉(zhuǎn)為正向），從而確保座椅具有雙向調(diào)整功能，因此，這也就意味著電路中需要一組全橋（H橋）配置的開關(guān)（繼電器或晶體管），如圖1所示。與單向運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，如座椅風(fēng)扇電機(jī)等相比，這種配置的電機(jī)采用更簡單的驅(qū)動(dòng)電路，如半H橋或高邊驅(qū)動(dòng)器等。

圖1：具有H橋配置的晶體管可以確保電機(jī)雙向旋轉(zhuǎn)

機(jī)械齒輪系可以將高速、低扭矩的BDS電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成高扭矩、低速的座椅調(diào)整運(yùn)動(dòng)。即使可以借助機(jī)械齒輪的優(yōu)勢(shì)，但有人坐的座椅必須通電才能進(jìn)行調(diào)整，這就意味著需要給電機(jī)通電，使其有幾安培的電流通過。目前大多數(shù)設(shè)計(jì)師都在使用笨重的汽車?yán)^電器或低RDS(ON)金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFETs)這兩種電子驅(qū)動(dòng)器件來作為全橋開關(guān)裝置。

一個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器通常能驅(qū)動(dòng)四個(gè)N通道FET，可以使高邊開關(guān)產(chǎn)生電壓電平偏移。柵極驅(qū)動(dòng)器通常還可以確保同一側(cè)的高FET和低FET不同步，從而防止電源接地產(chǎn)生短路（或擊穿電流）現(xiàn)象。

簡化座椅電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電子器件

由于座椅包含多種電機(jī)，有時(shí)可能有必要通過共享的開關(guān)MOSFET來簡化驅(qū)動(dòng)電子器件。圖2展示能驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī)的三個(gè)共享半橋。一般來說，N+1個(gè)半橋電路能驅(qū)動(dòng)N個(gè)獨(dú)立的BDS電機(jī)。

TI的兩軸汽車電動(dòng)座椅有刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)參考設(shè)計(jì)顯示了單個(gè)三通道柵極驅(qū)動(dòng)器芯片如何控制兩個(gè)座椅電機(jī)。當(dāng)然，由于電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向組合的限制性需要使用更復(fù)雜的電子器件，例如共享電路的脈沖寬度調(diào)制(PWM)等，您可能需要在設(shè)計(jì)時(shí)考慮多個(gè)電機(jī)是否同步運(yùn)行。正如設(shè)計(jì)指南中討論的，共享電路的概念可以拓展至兩個(gè)芯片控制五軸，等等。

圖2：電機(jī)間共享MOSFET可以簡化座椅電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電子器件

總而言之，未來的座椅設(shè)計(jì)將會(huì)涉及到更多的電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電子器件，并將繼續(xù)從繼電器轉(zhuǎn)而使用MOSFET，座椅也將繼續(xù)集成更多的功能。借助每次新設(shè)計(jì)，可以讓座椅變得更智能、更安全、更舒適。