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[導(dǎo)讀]   在當(dāng)今的汽車設(shè)計(jì)中,空調(diào)已是標(biāo)準(zhǔn)的舒適性配置。從功能上講,當(dāng)今的汽車空調(diào)實(shí)際上是將加熱、制冷及通風(fēng)等功能一體化,成為汽車加熱、通風(fēng)空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)(本文將簡稱為“汽車空調(diào)&r

  在當(dāng)今的汽車設(shè)計(jì)中,空調(diào)已是標(biāo)準(zhǔn)的舒適性配置。從功能上講,當(dāng)今的汽車空調(diào)實(shí)際上是將加熱、制冷及通風(fēng)等功能一體化,成為汽車加熱、通風(fēng)空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)(本文將簡稱為“汽車空調(diào)”)。從調(diào)節(jié)方式講,汽車空調(diào)包括手動(dòng)空調(diào)、半自動(dòng)空調(diào)及自動(dòng)空調(diào)。本文將專門圍繞汽車自動(dòng)空調(diào)進(jìn)行探討,介紹安森美半導(dǎo)體相應(yīng)的電源供電、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及分立元件等方案,幫助設(shè)計(jì)人員選擇適合的產(chǎn)品,用于汽車自動(dòng)空調(diào)設(shè)計(jì)。

  汽車空調(diào)系統(tǒng)包含加熱及通風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)制冷及電子控制單元(ECU)等不同子系統(tǒng)。在加熱及通風(fēng)子系統(tǒng),新鮮空氣從外部的管道通向車廂內(nèi)部,提升乘客的舒適性及安全性。進(jìn)入的空氣流過小的發(fā)熱芯,連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)??照{(diào)制冷子系統(tǒng)則通過不斷蒸發(fā)和冷凝,將車內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到外面的空氣中,在降低車內(nèi)溫度的同時(shí)也降低濕度。圖1是典型的汽車自動(dòng)空調(diào)界面,圖2則是系統(tǒng)架構(gòu)圖。

  
圖1. 典型汽車自動(dòng)空調(diào)用戶界面

  
圖2:汽車空調(diào)系統(tǒng)架構(gòu)圖

  汽車空調(diào)的電源供電

  如圖2的汽車空調(diào)系統(tǒng)架構(gòu)圖所示,汽車空調(diào)系統(tǒng)需要為微控制器(MCU)、各種傳感器、驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)器等供電。常見的汽車電池電壓包括12 V或24 V。如果采用24 V系統(tǒng)供電,則需要高耐壓產(chǎn)品,加強(qiáng)熱管理,提升電源能效并控制成本。如果采用12 V系統(tǒng)供電,則成本更具優(yōu)勢(shì),要求較低靜態(tài)電流及采用優(yōu)化的封裝。不同供電電壓也涉及到不同的汽車空調(diào)電源供電架構(gòu)圖,如下圖所示。但無論是哪種架構(gòu),都會(huì)用低壓降(LDO)穩(wěn)壓器將24 V或12 V電壓轉(zhuǎn)換為5 V。安森美半導(dǎo)體提供陣容豐富的LDO產(chǎn)品,表1列出的是適合于汽車空調(diào)應(yīng)用的LDO。它們能夠承受高輸入電壓,提供低靜態(tài)電流,通過的汽車行業(yè)AEC-Q100認(rèn)證,符合汽車空調(diào)應(yīng)用要求。

  
圖3:汽車空調(diào)電源轉(zhuǎn)換架構(gòu)

  表1:安森美半導(dǎo)體應(yīng)用于汽車空調(diào)的LDO穩(wěn)壓器產(chǎn)品列表

  汽車中的外部傳感器必須采用穩(wěn)定的電源,即LDO跟隨穩(wěn)壓器(或稱電壓跟隨器)。這些LDO跟隨穩(wěn)壓器必須得到充分保護(hù),以防諸如對(duì)地短路、電池短路、電池反接等故障;同時(shí),其輸出電壓必須與參考電壓高度一致。安森美半導(dǎo)體提供具有完善保護(hù)功能的電壓跟隨器NCV8184,為外部傳感器供電。NCV8184是一款單片LDO跟隨穩(wěn)壓器,提供可調(diào)節(jié)的緩沖輸出電壓,且密切匹配參考輸入電壓(精度達(dá)±3 mV)。這器件的輸出電流能力為70 mA,在50 mA電流時(shí)的典型壓降僅為0.35 V;靜態(tài)電流僅為70 μA。

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