纳芯微出席第十四届电动汽车标准法规研讨会，以模拟芯片创新赋能汽车电气化

发布时间：2024-08-23 13:01
作者：AMEYA360
来源：纳芯微
阅读量：312

　　2024年8月14-15日，由中国汽车技术研究中心有限公司中国汽车标准化研究院主办、东风汽车集团有限公司研发总院联合主办的第十四届电动汽车标准法规研讨会在武汉召开。来自国内外整车企业、零部件企业、检测机构、科研机构及高校等单位的近300位专家参加了本次会议。

　　纳芯微技术市场经理谭园应邀出席会议，并以“汽车电气化浪潮下模拟芯片的演进趋势”为话题发表演讲，向与会嘉宾分享了纳芯微模拟芯片技术创新如何赋能汽车电气化。

　　纳芯微技术市场经理谭园应邀出席会议并发表演讲

　　汽车电气化不仅改变了汽车的动力形式，也深刻影响了汽车的电子电气架构和功能。芯片作为汽车电气化的核心，其需求量正不断提升。据统计，一辆新能源汽车平均使用1500多颗芯片，是传统燃油车芯片用量的两倍;另一方面，越来越高压化的电驱动系统也对芯片性能提出了新的要求：更高的功率密度、更高的功能安全等级、更可靠的抗扰能力、更优化的系统成本…这些新的要求为汽车芯片发展带来挑战的同时，也创造了巨大的机遇。

纳芯微出席第十四届电动汽车标准法规研讨会，以模拟芯片创新赋能汽车电气化

　　纳芯微汽车电子解决方案总览

　　凭借在汽车领域的深耕细作，纳芯微已实现了全面的汽车芯片产品布局，可在新能源汽车主驱逆变器控制、车载充电机(OBC)、直流充电机(DC-DC)、电池管理系统(BMS)以及热管理系统中提供涵盖传感器、信号链、电源管理等完善的芯片产品，包括数字隔离器、隔离驱动、隔离采样、传感器、接口、高低边开关、电子保险丝、固态继电器、电机驱动、高集成度的SoC等，以一站式解决方案支持客户的系统创新。

　　此外，纳芯微还积极推动中国汽车芯片高质量发展。作为汽车芯片标准体系建设研究工作单位之一，纳芯微也积极参与《汽车芯片环境及可靠性通用规范》、《电动汽车用功率驱动芯片技术要求及试验方法》、《汽车LIN收发器芯片技术要求及试验方法》等多项国家标准、行业标准的起草和修订，与行业伙伴共同推动汽车电子等行业的质量提升和技术创新。面向国际，纳芯微也积极融入全球产业生态，加入AEC(Automotive Electronics Council)汽车电子委员会，成为AEC组件技术委员会成员，与国际权威标准组织的对接将助力纳芯微进一步提高车规级芯片研发和质量管控能力。

　　2024年上半年，纳芯微汽车电子领域收入占比33.51%，出货量达1.33亿颗，汽车客户覆盖所有主流新能源车企和Tier-1供应商。谭园表示，纳芯微致力于成为汽车产业首选的供应链合作伙伴，以系统级理解、整体解决方案、多年车规芯片量产经验和稳定的质量表现，助力汽车客户提升差异化竞争力，共赢市场机遇，共赴绿色可持续的电动化未来。

（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

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　　欢迎来到纳芯微电源“芯”世界!作为基础和桥梁，电源芯片存在于汽车电子电气架构的每个功能执行单元，其重要性不言而喻。在这个全新的系列中，我们就将带您深入探索最新、最前沿的电源管理技术，为您带来专业的解决方案和实用的干货知识解读。　　聚焦车载LDO，为您呈现一站式解决方案的独特魅力!　　车载LDO的五大分类　　在汽车电子系统中，LDO的稳定性和可靠性至关重要。我们的车载LDO一站式解决方案涵盖以下五大分类，确保满足各种应用需求。　　一级LDO　　功能：一级电压调节，提供稳定的中间电压。　　应用：电池供电系统的初级稳压等　　二级LDO　　功能：进一步精确调节电压，提供低噪声、高精度输出。　　应用：微处理器和精密模拟电路等　　天线LDO　　功能：为天线和无线通信模块提供低噪声、高稳定性的电源。　　应用：车载无线通信设备、GPS模块等　　电压跟随器LDO　　功能：稳定电压传输，缓冲和隔离不同电路。　　应用：减少电路干扰和噪声的应用场景等　　看门狗LDO　　功能：集成看门狗定时器，监控系统运行状态。　　应用：提高系统可靠性和安全性，防止系统失灵等　　纳芯微在以上不同品类LDO的设计和性能上都具备独特优势，如低静态功耗、高电源抑制比(PSRR)、低噪声、优异的瞬态性能等，能够全面提升汽车电子系统的可靠性和效率，确保系统在各种环境下的稳定性和性能。
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　　随着现代汽车电子技术的快速发展，步进电机作为一种精确且可靠的执行元件，在汽车电子系统中的应用日益广泛。为了实现车载步进电机应用的精确控制，纳芯微推出了集成LIN和MOSFET功率级的单芯片车用小电机驱动SoC——NSUC1610，可以帮助客户实现安全可靠的车载电机控制。　　本文将结合步进电机的结构与驱动方法，重点介绍基于NSUC1610的步进电机控制原理及其实际应用　　步进电机结构及其驱动方法　　与人们熟知的大部分电机一样，步进电机的结构也是由定子和转子组成。转子由轴承、铁芯、磁钢等构成。转子铁芯带有齿轮，是步进电机单部步距的行程;定子是由铁芯、定子绕组和支撑结构构成。　　步进电机结构　　根据绕组方式，步进电机主要分为两大类：一类是单极性步进电机，它是由带中心抽头(公共线)的单绕组组成，其电流均由1、2、3、4四根线的相线流入中心抽头公共线，因此电流方向是单向的。另一类是双极性步进电机，由没有中心抽头的绕组构成，其电流方向是双向的。　　步进电机的分类　　单极性步进全步运转示意图　　单极性步进电机和双极性步进电机的驱动方式不尽相同，上图中单极性步进电机的A、B、C、D分别是两相四线，5为抽头的公共线。在驱动电机全步运行时，步骤如下：　　第一步：　　A相通电，B、C、D相不通电，A相产生磁场，且磁极是S极，吸引转子的N极;　　第二步：　　A、B相全部通电且电流相同，产生相同的磁极，两个S极磁场矢量合成，吸引转子向A、B相之间旋转;　　第三步：　　B相通电，A相断电，B相产生磁场，且磁极是S极，吸引转子的N极;　　第四步：　　B、C相通电且电流相等产生相同的磁性，两个S极磁场矢量合成，即可吸引转子向BC相之间旋转。　　依次类推五六七八步，使整个步进电机旋转起来。　　双极性步进全步运转示意图　　双极性步进电机的驱动是直接驱动A+、A-、B+、B-两相四根线来实现运转的。步骤如下：　　第一步：　　A相通电，B相不通电，A相产生磁场且A+磁极是S极，A-磁极是N极，吸引转子的N极至A+，S极至A-;　　第二步：　　A、B相全部通电且电流相同，产生相同的磁极，两个S极的N极磁场矢量合成，吸引转子N极向A+、B+相之间旋转;　　第三步：　　B相通电，A相断电，B相产生磁场且磁极是S极，吸引转子的N极至B+;　　第四步：　　B相通电，A相断电且电流相等，产生相同磁性，两个S极磁场矢量合成，吸引转子N极，向B+、A-相之间旋转。　　依此类推五六七八步，整个步进电机便旋转起来。　　基于NSUC1610的步进电机控制　　纳芯微NSUC1610采用数字恒流控制技术，由PWM 100%控制每个周期的电流输出，实现对输出电流的精确调节。这意味着，在输出电流未达到设定电流值之前，PWM输出on，一旦达到设定电流值便输出off;如果在输出off之后的输出电流低于设定值，就会在下一个周期重新输出高电平，继续增加输出电流，以便在PWM输出off时使电流及时衰减至设定值。　　硬件电流控制　　NSUC1610的电流控制采用三种衰减方式，以适应不同类型和需求的步进电机。第一种是慢衰减(slow decay)方式，打开电流输出时，上桥臂输出PWM波，下桥臂输出常高;关闭电流时，关闭上桥臂，下桥臂保持常高，通过MOSFET的体二极管实现泄放。这种方式是将电流的电能转化为热能，但泄放能力有限。　　异步慢衰减　　第二种是快衰减(fast decay)方式，打开电流输出时，上下桥臂均输出PWM波;关闭电流输出时，通过打开反向的上下桥臂，直接将能量泄放至电源充电，此时泄放能力较大。　　同步快速衰减　　第三种是混合衰减(mix decay)方式，它结合了前两种方式，一段时间采用慢衰减方式，一段时间采用快衰减方式，并调控两者的时间比例。　　至于具体采用哪一种衰减方式来衰减电流，需要根据电机的电感参数及电机的转速等合理选择。　　混合衰减　　在采用NSUC1610驱动双极性步进电机时，只需将电机的A+、A-、B+、B-四根线直接与MOUT0、MOUT1、MOUT2、MOUT3相连，VSS、ISNS管脚直接接地，外围电路只需加一些必要的电容、电阻及二极管等被动元件，即可实现用单芯片控制双极性步进电机，同时还可以实现与LIN主机的通信，大大地提高系统的集成度和可靠性。　　基于NSUC1610的步进电机图　　从步进电机的驱动原理来看，通过给电机的两相通上交流电流即可使电机旋转。实际上，这是比较粗糙的步进电机控制方式，这种控制方式产生的电流突变点较多，转距不恒定，旋转也就不太平顺。　　为了让电机较为平顺丝滑地旋转，通常采用微步驱动方式。微步驱动方式不同于全步驱动方式，它是在8步全步中去掉了4步，插入了中间点临界电流，即0电流。通过不断类推，不断插入中间电流，即可减小电流突变，细化电机的电流变化，使之接近正弦，从而实现微步。微步的目标是产生A、B相位差90°的正弦电流。　　微步原理　　NSUC1610利用数字恒流控制实现了微步正弦电流控制，具体实现原理是采用比较器恒流控制。方法是在正端接入一个桥臂电流采样信号，负端接入一个DAC输出电压信号，在每一个微步控制期间触发固定的DAC输出。　　如果桥臂电流信号大于DAC，则打开相应的桥臂输出;如果桥臂电流小于DAC值，则关闭相应的桥臂输出，这样即可实现每一个微步期间的闭环恒流控制。在整个步进区间中，根据正弦公式改变DAC输出，即可实现电流信号的正弦输出，从而实现步进电机的微步控制。　　步进电机微步电流控制　　在电机旋转过程中，会出现一定概率的堵转而导致电机失步。为了检测电机是否出现堵转失步，可以通过测量电机的反电动势来判定。由于电机的反电动势与其转速成正比，因此需要为测量到的反电动势设定一个合理的阈值，小于设定阈值即可认为电机出现了失步。　　在整个电流控制区间，电机的反电动势大部分是不可测量的。只有当电流为0，桥臂没有导通驱动电机时，测量的两个桥臂电压才是真实反电动势。　　步进电机失速检测　　电机的启动和停止时速度为0，如果直接满速启动或停止，那么电机的启停就会很突然，出现不平顺。为了实现较为平缓的速度控制，可以采用梯形加减速的方式实现位置控制。由于速度控制的曲线是梯形，位移曲线就是S型。从图中可以看到，电流波形在加速减速阶段较为稀疏，而在匀速阶段较为密集。一般步进电机停止前，会有一段大的稳定电流，旨在防止电机转到目标位置时出现过冲;接着进入hold状态，利用一个小的hold电流可使扭矩保持不变。　　步进电机位置控制　　更高效智能的车载步进电机控制　　通过采用数字恒流控制技术，NSUC1610实现了对步进电机电流的精确调节，以适应不同类型和需求的步进电机。NSUC1610还支持微步驱动方式，使步进电机的旋转更加平顺丝滑。
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