AGS具有幫助汽車發(fā)動(dòng)機(jī)儲(chǔ)存熱量、降低空氣阻力、保護(hù)汽車?yán)鋮s模塊等作用，是汽車實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重部件。當(dāng)前國內(nèi)汽車市場節(jié)能減排的趨勢不斷加深，AGS市場滲透率將持續(xù)提升。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，AGS也在不斷升級和改進(jìn)。未來的AGS將會(huì)更加智能化和自動(dòng)化，能夠更加準(zhǔn)確地感知車輛的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境信息，從而更加精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)進(jìn)氣量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。 ?

主動(dòng)進(jìn)氣格柵（AGS）

2.1 工作原理
主動(dòng)進(jìn)氣格柵是由進(jìn)氣口、電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成的，通過控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)帶動(dòng)百葉片轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)進(jìn)氣格柵的開合度的調(diào)節(jié)。

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圖?1?AGS外形圖 2.2 功能作用
主動(dòng)進(jìn)氣格柵是車輛熱管理系統(tǒng)的一部分，當(dāng)車輛冷啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)氣格柵會(huì)完全閉合，機(jī)艙內(nèi)的熱量不易散失，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱時(shí)間，加快發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入最佳工作狀態(tài)；當(dāng)車輛溫度過高時(shí)，進(jìn)氣格柵又會(huì)主動(dòng)打開，以增加進(jìn)氣量，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱和工作效率。當(dāng)車輛行駛速度非常高時(shí)，適當(dāng)?shù)仃P(guān)閉進(jìn)氣格柵可以降低車輛的風(fēng)阻，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率。

高集成度電機(jī)控制芯片——NSUC1610

NSUC1610是一種集成驅(qū)動(dòng)和4路半橋的微控制器，主要用于控制小功率直流電機(jī)，可支持驅(qū)動(dòng)直流有刷電機(jī)、直流無刷電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等。該芯片采用先進(jìn)的高溫高壓工藝，結(jié)溫最高可支持到175°C，電壓耐壓最高可到40V，具有過壓保護(hù)功能，LIN端口能夠支持-40V~40V耐壓。芯片采用的是ARM Cortex-M3內(nèi)核，使用獨(dú)立數(shù)據(jù)總線和地址總線，能夠提高取指令和取數(shù)據(jù)的效率。

3.1?芯片特點(diǎn)
??64KBytes Flash, 4KBytes SRAM, 512 Bytes EEPROM；
??32MHz高精度振蕩器，35KHz低功耗低速時(shí)鐘；
??工作電壓5.5V~18V ,可承受40V短時(shí)間過壓；
??1個(gè)12bit高精度1MSPS ADC；
??2個(gè)8bit DAC；
??3個(gè)快速反電勢比較器BEMFC；
??支持3線4線SPI通信；
??1個(gè)LINUART模塊，集成 LIN PHY，支持LIN2.X通信；
??3個(gè)16bit輸入捕獲模塊；
??2個(gè)16bit定時(shí)器；
??1個(gè)窗口看門狗和1個(gè)數(shù)字看門狗；
??4路半橋輸出，4路增強(qiáng)型互補(bǔ)EPWM輸出，內(nèi)部有過流保護(hù)，可輸出100%占空比；
??每路MOUT輸出電流可達(dá)1A，1個(gè)軟件可控制的高邊驅(qū)動(dòng)；
??1個(gè)5V輸出的LDO和1個(gè)1.8V輸出的LDO；
??1個(gè)溫度傳感器，內(nèi)部集成過溫關(guān)斷功能，可以保護(hù)橋臂，防止出現(xiàn)過溫；
??QFN32封裝，僅5x5mm，符合AEC - Q100?。

圖?2?NSUC1610內(nèi)部框圖

3.2 AGS無感BLDC控制方案

使用NSUC1610做主動(dòng)進(jìn)氣格柵無感BLDC的方案如圖3所示，高度集成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案不再需要復(fù)雜的外圍電路，使用四路半橋的其中三路即可支持一個(gè)BLDC電機(jī)，可通過LIN信號控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。

圖3 無感BLDC控制方案

對于電機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中反電動(dòng)勢過零點(diǎn)的檢測，NSUC16x0內(nèi)部集成了BEMFC模塊，內(nèi)部包含三個(gè)比較器，分別用于比較三相線與虛擬中性點(diǎn)電壓的大小關(guān)系。同時(shí)，BEMFC的比較器包含了消隱、濾波以及EPWM同步功能來保障檢測過零點(diǎn)的無誤性。最終將BEMFC的比較結(jié)果傳遞給CAPCOM模塊，確定換相點(diǎn)以及消磁的時(shí)刻。整個(gè)硬件關(guān)系如圖4所示。

圖4 硬件配置

3.3 方案優(yōu)勢

??高集成控制器，體積僅5x5mm
封裝小巧，內(nèi)部集成4路半橋、LIN收發(fā)器等，僅需電源防反接等少量外圍電路設(shè)計(jì)，減少PCB設(shè)計(jì)成本、難度、空間。采用QFN32封裝，體積僅5x5mm，非常適用于有體積要求的電機(jī)控制應(yīng)用。 ??支持100%占空比導(dǎo)通
集成半橋的高邊MOS采用電荷泵驅(qū)動(dòng)，可支持100%占空比導(dǎo)通。 ??LIN總線接口
集成LIN總線接口，可用作空閑和睡眠模式的喚醒源，并支持LIN物理層對多個(gè)源（如LIN-UART、PWMIO、定時(shí)器0和LIN_DI/LIN_DO）的I/O進(jìn)行多路復(fù)用，便于與上層控制器進(jìn)行通信。 ??過流保護(hù)功能
所有MOUT端口都具有其高側(cè)和低側(cè)的過流檢測。如果在高側(cè)或低側(cè)開關(guān)上檢測到過流情況，則通過相應(yīng)的響應(yīng)診斷信號（bridge_oc[x], [x=0~3]）將其發(fā)送給EPWM模塊進(jìn)行評估，根據(jù)相應(yīng)的設(shè)置關(guān)閉所有MOUT端口或僅關(guān)閉受影響的MOUT端口。產(chǎn)生過流后，需要應(yīng)用程序SW清除過流寄存器PWM_OC中相應(yīng)標(biāo)志時(shí)，MOUT端口才能再次打開。 ??雙路溫度傳感器
芯片集成2個(gè)溫度傳感器，一個(gè)連接至ADC模塊，可以進(jìn)行溫度采樣，一個(gè)是用于監(jiān)控芯片溫度判斷是否要進(jìn)入熱關(guān)斷模式。如果結(jié)溫超過熱停機(jī)溫度（TJ > TTSD），設(shè)備進(jìn)入TSD模式，除熱關(guān)機(jī)邏輯外，所有模塊都關(guān)閉，保護(hù)設(shè)備不被熱損壞。當(dāng)結(jié)溫低于熱停機(jī)返回溫度（TJ < TTSDR），自動(dòng)退出TSD模式。 ??無感/有感BLDC驅(qū)動(dòng)
集成電阻網(wǎng)路以及三路反電動(dòng)勢比較器（BEMFC），可支持無感BLDC驅(qū)動(dòng)；也可以配置其中3個(gè)GPIO為上拉輸入模式，作為三相HALL的信號輸入，從而實(shí)現(xiàn)有感BLDC驅(qū)動(dòng)。

目前AGS主要應(yīng)用于傳統(tǒng)燃油車上，是進(jìn)氣和散熱的關(guān)鍵部件。同時(shí)，AGS還能起到為新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)提供混合氣、為其發(fā)動(dòng)機(jī)艙進(jìn)行冷卻、改善其機(jī)艙內(nèi)渦輪等作用。使用NSUC1610做AGS的無感BLDC控制，有助于客戶減少PCB尺寸，實(shí)現(xiàn)更高效、更緊湊以及高性價(jià)比的電機(jī)控制應(yīng)用設(shè)計(jì)。立功科技可提供芯片外設(shè)模塊例程、無感BLDC驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用例程和相關(guān)軟硬件設(shè)計(jì)參考，降低開發(fā)難度和成本，協(xié)助廠商實(shí)現(xiàn)快速開發(fā)。

審核編輯：黃飛