汽車空調系統的核心設計“空調控制器”

一、空調系統組成

本文引用地址：http://www.czjhyjcfj.com/article/202003/410593.htm

一個標準的汽車空調系統由空調控制面板、空調壓縮機、空調PTC、空調控制器、鼓風機以及各類執行器件和傳感器組成。其中，空調控制面板負責用戶指令的輸入，司乘人員可以通過空調控制面板來調節車內空氣的溫度、濕度、潔凈度、流速等；空調壓縮機用于空氣的制冷；空調PTC用于空氣的制熱；鼓風機用于輸出一定的風量；而空調控制器，正是聯結以上各個產品的核心，它可以準確地獲取車內環境實況，根據用戶需求來控制各個模塊，從而使得車內環境滿足用戶的要求。

圖 1. 空調系統組成

二、空調控制器框圖

空調控制器連接著車內多個傳感器，能夠通過這些傳感器準確獲取車內環境。同時，控制器通過CAN與空調控制面板通訊，可以實時的獲取駕駛員對環境的要求。利用內部算法，通過CAN來控制空調壓縮機與空調PTC，鼓風機并且通過控制風門電機，閥門等執行器件，來達到對車內環境的精確控制。

詳細的空調控制器框圖如下：

圖 2.  空調控制器框圖

1. 關鍵器件推薦

主控：空調控制器由于需要連接車內多個傳感器，需要較為復雜的控制算法，對主控的FLASH大小和ADC路數要求較高。NXP的S32K系列MCU，資源豐富，性價比高。Flash從128KB到2MB，ADC路數從13路到64路。足以勝任不同需求的空調控制器應用。

圖3.  S32K系列資源

多路H橋驅動：ON的NCV772x (x: 1,3,4,5,6)系列，最多可驅動11個直流電機。具有如下特點：

·   0.5A持續電流，1.1A峰值電流；

·   5MHz SPI 通訊

·   兼容5V和3.3V的系統；

·   過壓、欠壓關斷；過溫、過流保護；

·   輕載檢測；

·   故障錯誤上報；

圖4.  NCV7726典型應用

多路低邊驅動：ELMOS的E520.01（12通道）、 E520.03（8通道），是具有堵轉檢測的多通道低邊驅動芯片。對于步進電機驅動場合十分適用，其特點如下：

·   (RON typ. 1.2Ohm / IMAX = 350mA)，帶堵轉檢測功能

·   開路、過溫檢測、短路檢測和限制、驅動感性負載可輸出箝位

·   輸出可并聯驅動更大負載

·   數字電壓范圍3V~5.5V

·   待機電流小 <1uA

·   SPI接口與MCU通訊

圖5.  E520.0x 框圖