汽车空调系统的核心设计 “空调控制器”

时间:2020-03-05 09:38来源:ZLG立功科技·致远电子

摘要:本文将为您详细介绍汽车空调系统中重要的组成部分:空调控制器。

汽车空调作为一辆车的最基本配置之一,能够对车厢内的空气进行加热、制冷、通风和净化处理,以满足人们对车辆乘坐环境的舒适性要求。本文将为您详细介绍汽车空调系统中重要的组成部分:空调控制器。

一、空调系统组成
一个标准的汽车空调系统由空调控制面板、空调压缩机、空调PTC、空调控制器、鼓风机以及各类执行器件和传感器组成。其中,空调控制面板负责用户指令的输入,司乘人员可以通过空调控制面板来调节车内空气的温度、湿度、洁净度、流速等;空调压缩机用于空气的制冷;空调PTC用于空气的制热;鼓风机用于输出一定的风量;而空调控制器,正是联结以上各个产品的核心,它可以准确地获取车内环境实况,根据用户需求来控制各个模块,从而使得车内环境满足用户的要求。


 
图 1. 空调系统组成

二、空调控制器框图
空调控制器连接着车内多个传感器,能够通过这些传感器准确获取车内环境。同时,控制器通过CAN与空调控制面板通讯,可以实时的获取驾驶员对环境的要求。利用内部算法,通过CAN来控制空调压缩机与空调PTC,鼓风机并且通过控制风门电机,阀门等执行器件,来达到对车内环境的精确控制。

详细的空调控制器框图如下:


 
图 2.  空调控制器框图

1. 关键器件推荐
主控:空调控制器由于需要连接车内多个传感器,需要较为复杂的控制算法,对主控的FLASH大小和ADC路数要求较高。NXP的S32K系列MCU,资源丰富,性价比高。Flash从128KB到2MB,ADC路数从13路到64路。足以胜任不同需求的空调控制器应用。


 
图3.  S32K系列资源

多路H桥驱动:ON的NCV772x (x: 1,3,4,5,6)系列,最多可驱动11个直流电机。具有如下特点:
 0.5A持续电流,1.1A峰值电流;
 5MHz SPI 通讯
 兼容5V和3.3V的系统;
 过压、欠压关断;过温、过流保护;
 轻载检测;
 故障错误上报;

 
图4.  NCV7726典型应用

多路低边驱动:ELMOS的E520.01(12通道)、 E520.03(8通道),是具有堵转检测的多通道低边驱动芯片。对于步进电机驱动场合十分适用,其特点如下:

  (RON typ. 1.2Ohm / IMAX = 350mA),带堵转检测功能
  开路、过温检测、短路检测和限制、驱动感性负载可输出箝位
  输出可并联驱动更大负载
  数字电压范围3V~5.5V
  待机电流小 <1uA
  SPI接口与MCU通讯

 
图5.  E520.0x 框图
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