曹学余 飞思卡尔半导体


0 引 言
BLDC电机与传统有刷电机相比，具有更高的能效、更长的使用寿命、更紧凑的外形、更低的噪音和更高的可靠性，这些优点使得BLDC愈来愈多地出现在汽车应用中，用来取代传送带和液压系统，提供额外功能和提高燃油经济性，同时消除维护成本。由于电励磁必须与转子位置同步，因此BLDC 电机在运行时，通常需要一个或多个转子位置传感器。由于成本、可靠性、机械包装的原因，特别是当转子在液体中运行时，电机适宜在无位置传感器的条件下运行，即通常所说的无传感器运行。


对于汽车用BLDC控制系统来说，希望能做到PCB尺寸小，BOM成本低以及简单可靠，低功耗等特点，针对这系列的需求，飞思卡尔半导体推出针对汽车三相无刷电机的单芯片解决方案S12ZVM家族。S12ZVM是目前市场上集成度最高的无刷直流(BLDC)电机控制解决方案，有助于加快从直流(DC)到BLDC电机的过渡。


1 S12ZVM特点
飞思卡尔S12ZVM系列是具有突破性的技术，它将MCU、MOSFET栅极驱动单元、电压调节器和本地互联网络 (LIN) 物理层这四个系统元素结合到一个单芯片解决方案中，如图1。通常实现这四个功能需要两至四个芯片。与其它分立式解决方案相比，飞思卡尔通过片上集成将印刷电路板所占物理空间减少了50%。同时汽车制造商不断寻求可减轻汽车重量和降低功耗的方法，因为这有助于提升燃油经济性。电子系统供应商和电机制造商也正在迎合这一趋势，但是在面对定制的解决方案时，他们获得的解决方案往往不是最优的，或不具有可扩展性。S12ZVM系列提供诸多不同的产品版本，支持CAN和LIN通信协议，具有多种存储器容量和封装选项。 这将允许客户可重复使用硬件和软件设计，为空调风机、雨刮器、燃油泵和水泵等应用开发真正的平台解决方案。

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图8 BLDC反电动势采样策略




4 总结
本文详细介绍了飞思卡尔S12ZVM混合集成芯片在车用BLDC中的应用，其中包括S12ZVM的无传感控制策略及启动过程，同时也详细介绍了反电动势过零点检测方法及策略。通过飞思卡尔S12ZVM单芯片电机控制解决方案，设计师可缩小产品尺寸、降低噪音并提升能效，加快车用BLDC控制器的开发过程。