le contenu du système électronique de voiture ne cesse de croître, parce que le marché de l'automatisation, la sécurité, l'optimisation de l'énergie et l'expérience de haute qualité de plus en plus exigeants. Dans ce contexte, le nombre d'applications qui utilisent des moteurs à courant continu continuent également d'augmenter.
Ce document analyse les tendances du marché des véhicules de moteur à courant continu, et explique pourquoi la fonction de diagnostic, temps de commutation d'optimisation, réduire le poids, et (surtout) pour améliorer tous les aspects du point de vue de la fiabilité, les disques SSD (SSD) sont relativement bonnes l'architecture design.
Nous en particulier expliquer pourquoi dans tout l'ensemble du circuit intégré, conçu pour contrôler un véhicule moteur à courant continu conçu pour eux, le nouveau VIPower M0-7 série H-pont de la même classe peut devenir le meilleur choix.
Tendances du marché
exigences véhicule estimée du système de moteur à courant continu sera une croissance stable, le taux de croissance annuel au cours des cinq prochaines années est d'environ 3,1%. Les principaux besoins corporels environnants application traditionnelle de la serrure de porte, un miroir de rétroviseur électrique, réglage du siège, pompe détergent, essuie-glaces, les commutateurs de fenêtres, portes coulissantes électriques, et des puits de lumière. Mais il y a beaucoup de très attrayantes et des applications émergentes de consommation marché se sont graduellement, quelques exemples comprennent l'affichage tête haute (HUD), les poignées de porte cachées, hayon à commande électrique, un changement des véhicules électriques de commutation et les chargeurs de véhicules électriques serrure.
Considérez la situation ci-dessus, on estime d'ici 2020 dans le monde en rapport avec le corps de la voiture à la demande du moteur à courant continu atteindra 2 milliards.
La figure ci-dessous montre la proportion des différentes applications, toutes les applications sont le pouvoir entre 30W à 200W.
Comparaison de la demande d'entraînement du moteur à courant continu à l'aide du relais sur la carrosserie du véhicule et la puce intégrée
L'industrie automobile dans le passé a été considéré comme un simple relais et des solutions peu coûteuses, utilisé pour conduire un moteur à courant continu. Mais cette idée est en train de changer, et maintenant les constructeurs automobiles pensent SSD est plus approprié pour sélectionner une nouvelle conception de l'application. Parce que le SSD est de qualité très fiable et la fonction de diagnostic plus intense, il est facile de construire une variété de fonctionnalités innovantes, telles que variables de conduite différents profils de charge (par exemple, le hayon électrique) ou le bon fonctionnement du contrôle (tels que la voiture commutateur de fenêtre ou de réglage du siège), ce qui élimine le bruit de commutation à relais et augmenter la sensation de luxe.
Plus important encore, les organes législatifs locaux du monde entier ont commencé à fixer de nouvelles limites pour les polluants et les émissions de dioxyde de carbone de la voiture, la structure de la voiture doit être ajustée, en particulier la charge d'alimentation, tous doivent être des composants électroniques plus efficaces . Bien que la nouvelle norme aura un impact sur le système basé sur le groupe motopropulseur de l'objet (groupe motopropulseur), un module de commande du corps (Body Control Module, BCM) il y a encore une certaine pertinence.
Par conséquent, nous prévoyons, entre 20252020-- moteur SSD DC entraîné par une croissance annuelle moyenne de 6,7 pour cent, la part de marché progressivement sites relais.
Dans ce cas, STMicroelectronics VIPower M0-7 produits de pont H- seront en termes de contrôle du moteur dans les applications automobiles, le meilleur choix parmi les mêmes composants de niveau. M0-7 H- pont série sera fonction de la structure logique et de puissance dans un seul paquet, de sorte que la puce intégrée dans l'intelligence donc en plus de la fourniture d'un simple entraînement à partir des mesures pour empêcher les défaillances, mais aussi pour fournir des fonctions de diagnostic et de protection de pointe, ce qui réduit le nombre de pièces requises , sauvegarder et améliorer la fiabilité d'une zone de carte de circuit imprimé (PCB).
Améliorer la fiabilité et prolonger ainsi la durée de vie de 10 fois
Contact de relais est une plaque métallique électriquement conductrice connectée à l'autre de sorte que le courant. contacts mécaniques Les problèmes courants incluent l'audition du bruit, ainsi que le client final se sentent chocs mécaniques parce que la perception des pauvres (commutation en particulier les applications d'entraînement de fréquence). En outre, le bruit peut provoquer des arcs électriques lors de la commutation des relais, et produire des interférences électromagnétiques (EMI). Afin de réduire les relais de bruit de commutation, il est des composants et de la diode de roue libre supplémentaire (volant diode) résistance aux chocs nécessaire et la capacité (circuit RC), etc., mais la complexité de ces composants supplémentaires aura une incidence défavorable sur la structure finale. le stress électrique et mécanique, les effets à long terme lors du passage est de réduire la résistance de contact et de l'efficacité, de sorte que le relais ne peut être utilisé ou raccourcir la durée de vie. la dégradation des performances du relais réduira la fiabilité.
Un commutateur à l'état solide sans pièces mobiles, étant donné que le contact mécanique a été remplacée par le transistor: il n'y a donc pas de contact d'arc, des champs magnétiques ou des problèmes de bruit audibles. La logique de commande d'entrée IC produits compatibles avec la plupart des tampons supplémentaires, sans conducteurs, ou des amplificateurs, peuvent réduire considérablement la complexité et la zone de la carte de circuit imprimé. Le résultat est d'améliorer la fiabilité du temps d'échange jusqu'à 10 fois supplémentaires.
Petit paquet aide à sauver la zone d'application de puissance
Le marché de l'automobile dans le sens de l'évolution du pilote automatique doit être utilisé de plus en plus des capteurs et des actionneurs. En ce qui concerne le même intervalle doit être emballé dans plusieurs composants, il est facile de comprendre pourquoi limiter l'espace occupé apporter de plus en plus strictes.
configuration de pont en H est typiquement utilisé pour entraîner une telle topologie du moteur à courant continu bidirectionnel: commutation en pont alternativement ouvert, il est possible de contrôler la direction du moteur ou de serrage du moteur. Bien que l'utilisation de relais peut facilement construire l'architecture H-pont, mais le SSD peut réduire considérablement l'espace de la carte.
Etant donné que la zone de marquage de relais est généralement d'environ 250 mm², au moins 500 mm² zone de la carte de circuit imprimé afin de construire une architecture H-pont. En outre, pour construire une suppression de transitoires haute tension, le diagnostic du système et les fonctions de protection doivent également être en outre un circuit discret auxiliaire, tel qu'un tampon, un amplificateur opérationnel et le capteur. Ces composants supplémentaires augmenteront considérablement la taille finale et de la complexité de la carte de circuit, mais aussi avoir un impact négatif sur la fiabilité de l'application.
Enfin, le couvercle de la carte de circuit et la conception du boîtier doit également tenir compte de la hauteur du relais, et ont donc en général à maintenir une distance verticale de 17 mm.
Compte tenu de la technologie VIPower M0-7 caractéristiques d'économie d'espace en cours, les produits de pont STMicroelectronics H- peuvent construire l'ensemble de l'architecture à moteur du paquet de puissance compact avancé: SO-16N et PowerSSO-36. Chaque marque peut être réduite et la zone de 106 mm² à 60 mm², une épaisseur inférieure à 2,5 mm, de sorte que la carte de circuit imprimé est plus petite, le système peut réduire le poids. En outre, VIPower M0-7 paquets H-pont portefeuille sans plomb de protection de l'environnement, assurent d'excellentes performances thermiques.
Le temps de commutation et modulation de largeur d'impulsion (PWM)
Lorsque l'architecture de pont en H de guidage doit porter une attention particulière pour éviter un court-circuit entre la ligne inutile de la batterie et une masse, en particulier dans l'étage de commutation, cette condition est généralement définie comme la ventilation dynamique (shoot through). A chaque fois qu'un événement de panne se produit, elle génère un bruit supplémentaire et de la consommation électrique des lignes de la batterie, ce qui réduit l'efficacité du système. Si le pont en H est commandé par le signal PWM de commutation rapide et analogues, ce phénomène sera plus sévère.
signal d'entrée PWM est souvent utilisée pour contrôler l'architecture de pont en H, à condition que les changements de rapport cyclique, la vitesse du moteur et le couple peut être réglé afin d'établir les caractéristiques supplémentaires suivantes:
· Pincement fonction;
· Démarrage en douceur et le fonctionnement d'arrêt, afin d'améliorer l'expérience de conduite;
· Le contrôle de l'état de décrochage;
* Effet de la tension de la batterie à partir de la vitesse du moteur;
· Réduire le courant d'appel au démarrage
moteurs à courant continu ont généralement un profil de l'appel de courant initial est de 10-12 fois le courant normal. Tous les composants électroniques doivent répondre aux spécifications, afin de résister à de tels courants élevés pendant un certain temps, et la taille du fil qui continueront d'affecter l'application finale, zone de carte de circuit imprimé et des fonctions d'entraînement.
spécification de relais fournit une charge à courant continu résistive uniquement la cote de contact maximum, mais l'estimation est considérablement réduit la hauteur des charges inductives ou capacitives.
Conduire signal PWM à moteur à courant continu, il est possible de réaliser un démarrage en douceur du moteur sous le couple limité. Appel de courant sera réduite à prolonger la période de démarrage du moteur. Dans signal PWM pour entraîner des moteurs à courant continu, permet d'optimiser la consommation d'énergie, et de réduire davantage la taille du fil, il contribuera à réduire le poids global.
Les relais ne sont pas appropriés pour une utilisation dans des systèmes nécessitant une commutation de sortie rapide, le temps de commutation sera limitée par le mouvement mécanique de la pointe, typiquement de 5 millisecondes (ms) à 15 ms entre le plus haut. En outre, un microcontrôleur (MCU) doit construire une protection logique appropriée, pour prévenir les événements indésirables de transduction d'interaction.
VIPower M0-7 garanties de la série H-pont de temps de commutation rapide (habituellement 1 microseconde), afin d'assurer que la fréquence de commutation de 20 KHz. des profils de commutation spécialement conçus pour optimiser les interférences électromagnétiques et les pertes de commutation. De plus, cette puce embarque aussi une protection spéciale, pour éviter les problèmes de conduction d'interaction statique et dynamique. Par conséquent, la série VNH7 est conçu pour optimiser les performances du système et la conception.
VIPower M0-7 pour la série H-pont de commande de moteur à courant continu
VIPower M0-7 série H-pont peut être considéré comme une option naturelle pour conduire les véhicules avec un moteur à courant continu, peut répondre à la demande du marché pour améliorer la fiabilité, l'efficacité du système et un sentiment de luxe et d'autres avantages. Etant donné que le mode hybride, M0-7 pont en H et une série de fonctions logiques peuvent être intégrés dans une seule structure de paquet dynamique, fournissant combinaison entièrement intégrée d'un produit complet et le circuit protégé. Parce que peut fournir différentes à l'état passant (état passant) résistance (de la plus élevée à 8 mW 100 mW) petit paquet et l'alimentation électrique, afin d'assurer que les produits peuvent conduire élastiquement et les fonctions de commande, couvrant une large gamme d'état de charge (de pôle faible 200W maximum).
Bien que de faible puissance comprend l'assemblage de toutes les fonctions logiques et un niveau de puissance complète (étage de puissance), comprenant un côté haut (côté haut) et côté bas (côté bas) à semi-conducteur d'oxyde de métal de puissance (MOS), VNHD7008AY puissance élevée et VNHD7012AY l'assemblage des différentes architectures, dont un côté haut et de puissance côté bas MOS d'attaque de grille. Ainsi, pour compléter l'architecture H-pont doit avoir une faible puissance externe côté MOS (recommandé STMicroelectronics STL76DN4LF7AG).
vitesse de PWM de commande 20 kHz ainsi que le mécanisme de diagnostic pour ces produits est le mieux adapté pour ordre élevé des applications automobiles. mode de veille à faible consommation d'énergie, au cours de profils de commutation jusqu'à 3 microampères (Ua), et la conversion a également été optimisé, bien que l'augmentation du nombre de composants électroniques sur la carte de circuit, mais le module pour maintenir une faible consommation électrique.
Avec l'intégration de (tension de VCC, courant de charge, et cas de détection de la température) de diagnostic de pointe et de la protection (contre les surtensions, court-circuit, la chaleur protection conductrice et interaction), peut en même temps protéger le niveau de puissance de charge et sans affecter l'efficacité du système final, veiller à ce que l'appareil ne soit jamais en mesure de fonctionner dans la zone d'exploitation en toute sécurité. En outre, grâce à l'état fermé des fonctions de diagnostic du don, le moteur peut être surveillé pendant l'état de veille, afin d'éviter des dommages qui peuvent se produire lorsqu'il est allumé.
Dans le module de commande de carrosserie en liaison avec une fonction de commutation de puissance intelligente VIPower M0-7 et le conducteur en pont H, la consommation d'énergie peut être enregistrée, la zone de carte de circuit imprimé et les exigences de câblage. Le résultat réel augmentera la fiabilité du système et de réduire le estimé par véhicule jusqu'à 50 kg de poids, ce qui montre un impact positif à la fois sur la pollution, les émissions de dioxyde de carbone du véhicule, y compris le moteur à combustion interne (ICE) réduction (estimée jusqu'à 3,5 g / km), l'optimisation de la batterie, les véhicules électriques purs (BEV) degré de pilote automatique peut être promu.
