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车载12V直流电机仍是中短期主流,旋智科技发布高集成度电机控制芯片对标国际大厂

2023-03-31 22:35:43 夏菲 阅读:
源自于体积、成本和可靠性要求,单电机中功率场景里面,主流方案都是国外高集成度SOC芯片,这类芯片在过去两年汽车芯片缺货的时候非常的紧俏,价格也非常高昂,水涨船高,一片难求。丁文表示:“我们的1179是针对国外大厂SOC非常理想的替换,目前处在量产送样状态,在今年三季度进入量产。SPD1179的推出也是为国内的主机厂和一级二级供应商提供了更多的选择方案,同时也增强了汽车产业链上游的稳定性。”

随着汽车新能源化和智能化的蓬勃发展,单车所需半导体器件数量在快速增长,其中车内所使用的12V直流无刷(有刷)电机的数量也在迅速增加。在IIC上海期间,旋智科技发布了一款应用于汽车直流无刷(有刷)电机的内置N-FET预驱微控制器SPD1179。Rbnednc

中短期内12V直流电机仍是主流

据旋智科技销售副总经理丁文介绍,低压直流电机的使用场景主要分为三类:Rbnednc

  1. 热管理相关部分,如鼓风机、空调的风门、发动机的冷却风扇、水泵、油泵。
  2. 车身电子相关部分,如座椅按摩、电动天窗、门窗、尾门、后视镜调节、电动侧滑门等等,应用场景非常的广泛。
  3. 底盘相关部分,如EPS电子助力转向、刹车等功能安全要求非常高的核心部件,同时这也是智能驾驶非常重要的核心部件。

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虽然特斯拉在其投资者日上分享到未来特斯拉将逐步将汽车低压系统从12V提高到48V,但丁文表示:“中短期内,对于大部分主机厂来说,12V系统仍将是主流。”Rbnednc

从驱动方案的角度来看,上述应用场景可分为四类:多电机小功率场景、单电机小功率场景、单电机中功率场景、单电机大功率场景。Rbnednc

这次旋智科技发布的是应用于汽车直流无刷(有刷)电机的内置N-FET预驱微控制器SPD1179,属于其中的单电机中功率场景,和小功率单电机场景的不同在于,它是由高集成度+外部MOSFET的解决方案。Rbnednc

丁文介绍:“1179本身也是一颗高集成度的SOC,通过搭配外部的MOSFET进行电机驱动。”Rbnednc

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旋智科技销售副总经理丁文Rbnednc

SPD1179:国外大厂SOC理想的替换

SPD1179芯片内部集成了电机控制系统除了外部MOS外所需的模块部分。其核心为Cortex-M4F,另外包括2相/3相驱动、电源管理、LIN收发器等组成部分。Rbnednc

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丁文指出,SPD1179实际上是两颗晶圆合封而成,如右边的框图所示,蓝色底色模块是MCU低压晶圆,红色底色模块是高压驱动晶圆。Rbnednc

MCU部分,内置ARM Cortex-M4F内核,最高100MHz主频。提供多达128KB Flash,32KB SRAM和1KB EEPROM。Rbnednc

此外,MCU内置两颗ADC,一颗ADC用来做测量采样转换,另外一颗是用来做电压监视。内部集成了两路PGA,2路PGA,2路模拟比较器、3路相位比较器及BEMF分压电路、电流型预驱(出色的EMC性能)、多路LDO、LIN收发器以及包含CAN、CAN-FD的丰富的接口等等,所以SPD1179的应用场景非常丰富。Rbnednc

最后在高可靠性方面,SPD1179提供了可靠的功能安全特性,包括全存储空间的ECC单比特纠错功能,增强数据存储的可靠性;专用的ADC进行关键电压后台检测;外部MOSFET的VDS过流监视;主电源高边E-fuse(防反接)功能;开路短路检测;提供时钟备份;看门口狗中断(或复位)等等。Rbnednc

SPD1179支持5.5V ~ 40V单电源供电,工作结温支持-40 ⁰C ~ +150 ⁰C,满足AEC-Q100 Grade 1。此外,封装为48脚可润湿侧翼QFN或者56脚QFN,48脚有5个ADC通道,56脚有9个ADC通道,丁文对EDN电子技术设计解释道:“ 我们在定义这颗芯片的时候,有很多的客户,特别是针对油泵的应用或者是一些执行机构,需要更多的ADC来接入传感器。主要还是针对油泵和执行机构这些客户,更多的选用56Pin。Rbnednc

丁文介绍说,这颗芯片已经面向不少主机厂和一二级供应商进行测试,“目前我们的Demo板可以支持包括PWM、LIN、CAN多种的通信方式,最大功率可以支持到1千瓦。”Rbnednc

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在软件工具列方面,丁文:“因为SPD1179是ARM的M4内核,所以可以支持通用的Jlink仿真器,可以在Keil或者IAR的IDE开发环境中进行工程开发。在调试这块,客户可以使用JScope进行变量的观察。同时也可以通过matlab做数据的分析,所以整个工具链非常的完善。”Rbnednc

对标国际大厂,SPD1179有何优势?

源自于体积、成本和可靠性要求,单电机中功率场景里面,主流方案都是国外高集成度SOC芯片,这类芯片在过去两年汽车芯片缺货的时候非常的紧俏,价格也非常高昂,水涨船高,一片难求。丁文表示:“我们的1179是针对国外大厂SOC非常理想的替换,目前处在量产送样状态,在今年三季度进入量产。SPD1179的推出也是为国内的主机厂和一级二级供应商提供了更多的选择方案,同时也增强了汽车产业链上游的稳定性。”Rbnednc

据介绍,这颗SPD1179是国内首颗,为中功率的汽车低压电机应用量身设计的,满足功能安全ASIL-B的车规级高度集成片上系统(SoC)微控制器,备高性能、高集成度和高可靠性的特点,从功能上、性能上完全对标国际大厂。Rbnednc

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高性能方面,前文提到内置ARM Cortex-M4F内核等,丁文表示:“算力非常充足,算力充足带来的好处是可以让客户的电机控制程序更多的不用考虑特别费劲的优化,可以提高它的编程效率,甚至使用一些自动代码生成,提高软件开发人员的开发效率。”Rbnednc

高集成度方面,前文指出SPD1179内部集成多路LDO、LIN收发器、多路分压电路等。丁文表示:“难度跟大厂产品的level基本上已经处于一个水准了,可以把它各种电源、收发器,以及电压的分压检测电路都能够做到集成。同时因为我们的驱动做的是跟国外厂商一样的电容型,所以外围的自举电容也都可以做到节省。”Rbnednc

高可靠性方面在于SPD1179提供的保护和功能安全特性。丁文表示:“对标的国际大厂产品规格书中,有非公共安全和公共安全B级这两种。我们在这方面完全达到了PK国外厂商的功能安全要求。”Rbnednc

此外,SPD1179也为后续升级汽车48V系统做了充足的准备,“由于采用了双晶圆合封的架构,当进入48V系统的时候,MCU晶圆和高压驱动晶圆的升级可以分开并行去做的。” 丁文指出,“MCU部分可以单独去升级算力,存储和接口。对于高压驱动部分,可以对其中的电源管理、收发器、预驱等的供电电压范围和耐压进行升级以满足48V系统。”Rbnednc

目前,旋智在工业48伏的低压伺服、园林工具以及服务器风扇领域,已经有集成了48V预驱的微控制器产品,对后续升级汽车48V系统所需要的高集成度SoC提供了技术积累。Rbnednc

电机控制仍是主航道,将重点发展工控和汽车领域

据介绍,旋智科技前身为仙童半导体公司的电机产品线事业部,于2014年通过管理层剥离开始独立运营,旋智目前主要有两大产品类别,第一类是针对电机控制的,第二类是最底部的手机锂电保护的产品。Rbnednc

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电机控制产品仍然是旋智专注的主航道,丁文介绍:“目前我们提供三种不同子类别的产品给到客户,分别是电机微控制器、智能驱动器和智能功率模块。”Rbnednc

目前旋智的市场应用涵盖家用电器、工业控制、短距出行、电动工具、手机信息消费和汽车领域,未来,旋智将重点发力工业控制和汽车这两个领域。Rbnednc

“由于采用了双晶圆合封的架构,当进入48V系统的时候,MCU晶圆和高压驱动晶圆的升级可以分开并行去做的。” 丁文指出,“MCU部分可以单独去升级算力,存储和接口。对于高压驱动部分,可以对其中的电源管理、收发器、预驱等的供电电压范围和耐压进行升级以满足48V系统。”Rbnednc

目前,旋智在工业48伏的低压伺服、园林工具以及服务器风扇领域,已经有集成了48V预驱的微控制器产品,对后续升级汽车48V系统所需要的高集成度SoC提供了技术积累。Rbnednc

责编:Demi
夏菲
电子技术设计(EDN China)助理产业分析师
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