大聯大世平集團推出以旗芯微產品為核心的新能源汽車e-Compressor空壓機方案
2024-10-10 08:26:51 EETOP2024年10月9日，致力于亞太地區市場的國際領先半導體元器件分銷商---大聯大控股宣布，其旗下世平推出以旗芯微（Flagchip）MCU為主，輔以NXP、onsemi、Vishay和納芯微等芯片為周邊器件的新能源汽車e-Compressor空壓機方案。
圖示1-大聯大世平以旗芯微產品為核心的新能源汽車e-Compressor空壓機方案的展示板圖
隨著新能源汽車行業的迅猛發展，高壓快充技術成為解決“里程焦慮”和充電效率問題的關鍵。在此趨勢下，越來越多的車企向著800V高壓平臺進軍。對此，大聯大世平推出以旗芯微FC4150F512BS1P64T1A MCU為核心，搭載NXP汽車安全系統基礎芯片（SBC）MFS2300BMBA0EP、onsemi IPM模塊NFVA23512NP2T、PSR DC/DC NCV12711ADNR2G器件、圣邦微運算放大器SGM8557H-1AQ、納芯微隔離器NSI8220W0、NSI1311和NSI1300D25、Molex連接器以及Vishay電阻器的新能源汽車e-Compressor空壓機方案。該方案符合ASIL-B功能安全等級，可用作驅動新能源汽車的空調系統。
旗芯微FC4150F512BS1P64T1A是一款基于ARM Cortex-M4內核的32位微控制器，最高工作頻率可達150MHz，內置高速存儲器，具有豐富的I/O端口和外設，能夠擴展多種功能。
在IPM模塊設計方面，方案采用onsemi旗下NFVA23512NP2T芯片，其內置3個高速半橋高壓柵極驅動電路，集成（1200V/35A）低損耗的IGBT管，內置高邊自舉二極管，最大支持20KHz的PWM，死區最小時間為2μs。并且器件還提供多個保護功能，包括欠電壓鎖定、過電流鎖定、驅動與集成電路的溫度監測和故障報告等，可為汽車電機帶來高性能與高安全特性。
本方案的低壓電源供電分為兩路，在MCU電源部分，采用一顆帶有功能安全的電源管理芯片——MFS2300BMBA0EP。該產品集成多路LDO輸出和多種監控診斷功能，包括喚醒輸入、看門狗、復位、中斷，以及對電路診斷后的失效輸出等，并且器件內置CAN、LIN模塊，能夠快速與其他模塊進行交互。此外，MFS2300BMBA0EP與MCU通過SPI通信，在系統運行時，可提供潛在的故障監測報告，以增強安全特性。
IPM供電部分采用onsemi的NCV12711ADNR2G，它是一款固定頻率峰值電流模式PWM控制器，適用于隔離式DC/DC拓撲結構。該器件在4V至45V范圍內工作，無需輔助繞組，支持100kHz至1MHz的可編程頻率調節，并內置斜率補償避免次諧波震蕩。另外，該控制器集成了軟啟動、欠壓鎖定（UVLO）及過功率保護（OPP）功能，可提升系統安全。
在隔離器的選型上，方案采用的NSI8220W0、NSI1311和NSI1300D25均為納芯微旗下產品，其中，NSI8220W0用于傳輸PWM信號、反饋VFO、LDO_PG信號；NSI1311用于采樣母線電壓、IPM溫度信號；NSI1300D25用于對IPM的底邊管進行電流采樣。
運算放大器部分，方案采用圣邦微旗下的車規級SGM8557H-1AQ，利用此產品可將電壓、電流采樣隔離器輸出的差分信號轉化為單端輸出，從而供MCU ADC外設采樣。
除了豐富的硬件支持，本方案在軟件上采用世平Sensorless FOC雙電阻采樣的軟件庫架構，通過板載電位器使電機旋轉。并且采用電流環加速度環的雙環控制，使系統運作更加穩定。
核心技術優勢：
? MFS2300BMBA0EP（SBC）與FC4150F512BS1P64T1A（MCU）組合符合ASIL-B功能安全要求標準；
? SBC FCCU硬件監控MCU故障，同時Watchdog進行MCU存活監督，確保系統失效安全保護；
? 提供全功能的電機軟硬故障保護、過流、過欠壓、堵轉、缺相、過溫等；
? 提供軟件demo算法、如高頻注入、死區補償、滑膜觀測器、FOC等；
? 提供硬件參考設計，加快產品快速開發。
方案規格：
? 高壓側輸入電壓范圍：460VDC~860VDC；
? 低壓側輸入電壓范圍：8VDC~18VDC；
? MCU：ARM Cortex-M4 32-bit內核，主頻高達150MHz，ASIL-B功能安全等級；
? 支持CAN、LIN通信；
? 支持2/3 Shunt R三相電流采樣；
? 支持過壓、過流、過溫防護；
? 板載電位器支持速度調節；
? 具備LED指示燈&UART調試接口；
? 開發板尺寸：MCU板70mm×40mm，電機驅動板150mm×135mm。
關鍵詞： 大聯大世平集團 新能源 e-Compressor
