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Infineon TLE9879单片汽车3相马达驱动方案

Infineon TLE9879单片汽车3相马达驱动方案

Quanqiu
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TLE9879QXA20是TLE987x产品系列的一部分。TLE9879QXA20是一款单芯片三相马达驱动器,集成了行业标准ARM Cortex M3内核,实现了高级马达控制算法,例如场定向控制。它包含6个全面集成的NFET驱动器,能够通过6个外部功率NFET驱动三相马达,其电荷泵实现了低压操作和可编程电流与电流斜率控制,从而实现了更优异的EMC性能。其外设集包括电流传感器、用于实现PWM控制的采集和比较单元同步的逐次逼近ADC以及16位定时器。还整合了LIN收发器,实现了器件通信,同时还具有大量通用I/O。它包含1个片上线性稳压器,为外部负载供电。

TLE9879QXA20是一款高度集成的汽车级器件,为机电一体化BLDC马达驱动应用(例如泵和风扇)提供了节省空间的低成本解决方案。

TLE9879主要特性

  • 6个电流可编程驱动器,具有面向N沟道MOSFET的电荷泵

  • 集成式LIN收发器符合LIN2.2和SAEJ2602的要求

  • 2个全双工串行接口(UART),具有LIN支持

  • 2条同步串行通道(SSC)

  • 用于生成时钟的片上OSC和PLL

  • 1个高压监控输入,具有唤醒功能

  • 用于通过分流器实现马达电流感应的高速运算放大器

测量单元:

  • 具有10个多路复用输入的8位ADC模块

  • 具有8个多路复用输入、5个外部模拟输入的10位ADC模块

  • 片上温度和电池电压测量单元

  • 独立可编程窗口看门狗

  • 5V/1.5V内部电源

  • 外部电源(VDDEXT):5V+/-2%@20mA

省电模式:

  • MCU减速模式

  • 睡眠模式

  • 停止模式

  • 周期性唤醒睡眠模式

微控制器的特性:

  • 32位ARM Cortex M3内核,时钟频率高达24MHz

  • 代码和数据用128kB闪存

  • 代码空间内的32kB启动ROM存储器(用于启动代码和IP存储)

  • 6kB RAM存储器

  • 哈佛架构

  • Thumb-2指令集和硬件除法与乘法单元

  • 4个16位定时器

  • 用于PWM信号发生(CCU6)的采集/比较单元,具有2×16位定时器

一般特性:

  • 工作电源电压:Vs=5.5V~28V,最高额定电压为40V

  • 扩展工作电压范围:Vs=3.0V~28V,MCU/闪存完全正常运行

  • ESD性能:

  • 高达2kV在所有引脚上处理

  • 4kV@HV输入

  • 6kV@LIN引脚

  • 过压器件箝位(负载突降耐久性):高达40V

  • 宽工作温度范围:Tj:-40℃~150℃

TLE9879目标应用

  • 燃油泵

  • HVAC鼓风机

  • 引擎冷却风扇

  • 水泵

  • BLDC泵与风扇

  • 由本地互联网络(LIN)或PWM控制的无传感器和基于传感器的BLDC马达应用

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图1  TLE9879框图

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图2  TLE9879简化BLDC驱动器应用电路图

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表1  图2中外接元件清单(BOM)

评估板TLE9879 EVALKIT

该电路板旨在提供一种简单易用的工具,以便了解Infineon嵌入式功率IC TLE9879。它包含TLE9879及其典型应用电路,包括3个MOSFET半桥,能即刻驱动BLDC马达。该电路板可以连接汽车电源或类似器件,具有Segger,能够实现电路板调试。

所有相关芯片引脚均与电路板边缘处的引脚头相连,这里可以直接探测或施加信号。通过不同的跳线器设置,LED可与几个端口并联,配置所选功能。按钮开关轻松实现了MON输入的硬件复位和触发。为了测试模拟信号,可以通过电路板上的电位计来改变ADC输入。在接线盒处,马达电流的3个相位可以摘掉,以便连接DC无刷马达。

电池LED用于指示电路板是否正确连至电源。否则,极性反接保护可以保护电路板免遭交叉连接的损害。

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图3  评估板TLE9879 EVALKIT外形图

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图4  评估板TLE9879 EVALKIT元件布局图

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