凌鷗創(chuàng)芯車規(guī)級(jí)電機(jī)控制MCU及集成解決方案助力汽車革新

近幾年來(lái)，在汽車電動(dòng)化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化趨勢(shì)的推動(dòng)下，單車汽車電子元件價(jià)值量得到大幅提升。從一開(kāi)始的發(fā)動(dòng)機(jī)燃油電子控制和電子點(diǎn)火技術(shù)，發(fā)展到了智能座艙、ADAS，甚至是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。隨著新能源汽車滲透率的逐步提高，預(yù)計(jì)汽車電子占整車成本的比重業(yè)將不斷提升。比如每輛傳統(tǒng)燃油車上的芯片數(shù)量約為300顆，智能電動(dòng)汽車上的芯片數(shù)量將會(huì)在2000顆以上。因此，Omdia預(yù)計(jì)未來(lái)五年，全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)以10%的年復(fù)合增長(zhǎng)率持續(xù)增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2025年，全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)可達(dá)804億美元。

目前，車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體主要應(yīng)用于車體控制裝置、車載監(jiān)測(cè)裝置和車載電子控制裝置，主要分布在車身控制、信息娛樂(lè)，電子座艙，車身與舒適系統(tǒng)，汽車網(wǎng)絡(luò)，以及ADAS和自動(dòng)駕駛等系統(tǒng)中。

為了抓住這一趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)外許多半導(dǎo)體廠商紛紛進(jìn)入汽車市場(chǎng)，凌鷗創(chuàng)芯就是其中之一。成立于2015年的凌鷗創(chuàng)芯是一家電機(jī)控制芯片供應(yīng)商，其產(chǎn)品主要包括微控制芯片（MCU）、預(yù)驅(qū)（Gate Driver）、以及電源模塊（IPM）三大類。據(jù)悉該公司各類產(chǎn)品的年出貨量已經(jīng)超過(guò)了2億顆，應(yīng)用范圍覆蓋了電動(dòng)出行、電動(dòng)工具、大家電、小家電、工業(yè)控制、健康醫(yī)療和汽車電子等7大領(lǐng)域。

不久前，在電子發(fā)燒友網(wǎng)主辦的“2023汽車電子創(chuàng)新技術(shù)研討會(huì)”上，凌鷗創(chuàng)芯FAE工程師黃明港帶來(lái)了關(guān)于《MCU在車身控制中的應(yīng)用解決方案》主題分享，在分享中他介紹了凌鷗創(chuàng)芯目前車規(guī)產(chǎn)品的現(xiàn)狀、應(yīng)用案例，以及未來(lái)規(guī)劃。

多顆產(chǎn)品已過(guò)車規(guī)，并獲得客戶采用

據(jù)黃明港透露，凌鷗創(chuàng)芯已推出多款產(chǎn)品，其中包括了8英寸工藝MC06x、MC05x、MC03x、MC08x，和12英寸的MC45x系列、MC07x系列電機(jī)驅(qū)動(dòng)MCU，以及針對(duì)汽車級(jí)應(yīng)用推出的高性能車規(guī)級(jí)運(yùn)動(dòng)控制系列芯片。

黃明港強(qiáng)調(diào)，今年車規(guī)級(jí)芯片是凌鷗創(chuàng)芯布局的重點(diǎn)，目前已經(jīng)有AT08X系列中的LKS32AT085/LKS32AT086兩顆芯片取得了ACE-Q100車規(guī)級(jí)認(rèn)證，AT08X系列中的LKS32AT089和AT03X系列中的LKS32AT039芯片即將拿到ACE-Q100車規(guī)級(jí)認(rèn)證證書(shū)，可廣泛應(yīng)用于車載壓縮機(jī)、汽車水泵、汽車油泵、車載冰箱控制器、冷凝風(fēng)扇等多種應(yīng)用場(chǎng)景。

論壇上，黃明港重點(diǎn)介紹了LKS32AT039系列，該系列產(chǎn)品集成度非常高，不僅集成了LDO，還集成了4顆P-MOSFET和4顆N-MOSFET，以及LIN PHY和2個(gè)運(yùn)放。此外，AT039系列產(chǎn)品的主頻為48MHz，F(xiàn)lash容量為32K，最大耐壓為40V。他特別強(qiáng)調(diào)這是一款高度集成的產(chǎn)品，外圍器件只需要必要的電阻、電容就能支持電機(jī)控制應(yīng)用了。更為重要的是該產(chǎn)品具有很高的性價(jià)比。

凌鷗創(chuàng)芯也有針對(duì)車規(guī)級(jí)應(yīng)用的高性能系列MCU，比如AT08X系列MCU的主頻高達(dá)96MHz，片上集成的自主指令集DSP可作為異構(gòu)獨(dú)立核心運(yùn)行程序，諸如開(kāi)方、三角函數(shù)等數(shù)學(xué)運(yùn)算可在100ns內(nèi)完成，為車規(guī)級(jí)應(yīng)用提供安全、可靠、高效的解決方案。其中，AT085已經(jīng)量產(chǎn)并實(shí)現(xiàn)了百萬(wàn)級(jí)別的出貨量。AT086集成了預(yù)驅(qū)，可以精簡(jiǎn)解決方案的外圍電路。

產(chǎn)品級(jí)控制算法與平臺(tái)

此外，凌鷗創(chuàng)芯提供了超過(guò)20種產(chǎn)品級(jí)電機(jī)控制算法平臺(tái)的算法庫(kù)支持。通過(guò)這些算法庫(kù)，可直接實(shí)現(xiàn)閉環(huán)零速啟動(dòng)、啟動(dòng)扭矩緩升、堵轉(zhuǎn)重啟不失速、支持順風(fēng)啟動(dòng)和逆風(fēng)啟動(dòng)、通過(guò)高頻注入連續(xù)探測(cè)轉(zhuǎn)子位置等電機(jī)控制功能，提高產(chǎn)品的易用性和靈活性。

值得一提的是，凌鷗創(chuàng)芯還推出了電機(jī)參數(shù)辨識(shí)與轉(zhuǎn)子位置辨識(shí)工具。該工具針對(duì)定制性方案，能夠支持離線電機(jī)電阻、電感Ld、Lq參數(shù)辨識(shí)；也可以根據(jù)辨識(shí)參數(shù)進(jìn)行電流內(nèi)環(huán)的控制參數(shù)計(jì)算；針對(duì)低速大扭矩應(yīng)用場(chǎng)合，研究開(kāi)發(fā)了HFI方案，可以滿足低速運(yùn)行需求。

凌鷗創(chuàng)芯車規(guī)產(chǎn)品應(yīng)用案例

黃明港還介紹了凌鷗創(chuàng)芯的車規(guī)級(jí)芯片在汽車中的應(yīng)用，比如汽車空調(diào)壓縮機(jī)、汽車水泵、油泵、通風(fēng)扇、膨脹閥、風(fēng)門(mén)等應(yīng)用。

他特別介紹了一個(gè)基于其AT039產(chǎn)品的汽車電子膨脹閥應(yīng)用，該解決方案的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，根據(jù)其原理圖可以看出只需要一個(gè)20V的供電，外加一個(gè)采樣電阻，就可以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)了。“電路非常簡(jiǎn)潔，這個(gè)方案一推出來(lái)，就有不少汽車廠商過(guò)來(lái)洽談了，他們都非常感興趣?！秉S明港在分享時(shí)表示。

凌鷗創(chuàng)芯的汽車空調(diào)壓縮機(jī)解決方案采用了正弦波無(wú)感FOC控制方式控制BLDC電機(jī)，使用的是雙電阻采樣，支持5段、7段SVPWM，帶載2.0MPa啟動(dòng)平穩(wěn)，觀測(cè)器收斂迅速，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。此外，在安全保護(hù)方面，具有軟過(guò)/欠壓、軟過(guò)流+硬過(guò)流、缺相，過(guò)功率、過(guò)溫保護(hù)，三相不平衡保護(hù)等安全措施。

主控MCU可以選用LKS32MCAT085C8Q9，該MCU采用了Cortex M0內(nèi)核，存儲(chǔ)方面采用了8K RAM和64K Flash。而且MCU內(nèi)部集成了四路運(yùn)放和兩路比較器，外圍電路相對(duì)簡(jiǎn)單。

另外，其汽車用水泵、油泵、通風(fēng)扇，以及汽車水泵等解決方案也很有特色。

最后，值得一提的是，凌鷗創(chuàng)芯在人才培養(yǎng)、承擔(dān)行業(yè)責(zé)任等方面上也在不遺余力地投入。他們創(chuàng)辦了凌鷗學(xué)園，以幫助更多的工程師快速提升電機(jī)控制設(shè)計(jì)能力，課程從level1到level10，分為基礎(chǔ)學(xué)員、專業(yè)學(xué)員、電控專家、資深專家四個(gè)階段。

總的來(lái)說(shuō)，隨著汽車電動(dòng)化和智能化的快速發(fā)展，汽車電子領(lǐng)域面臨著巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。作為一家專注于電機(jī)控制芯片的供應(yīng)商，凌鷗創(chuàng)芯憑借其高度集成、高性能的車規(guī)產(chǎn)品和豐富的應(yīng)用案例，為汽車行業(yè)提供了可靠、高效的解決方案。未來(lái)，凌鷗創(chuàng)芯將繼續(xù)致力于技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品優(yōu)化，助力汽車電子行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。當(dāng)然，如果有工程師對(duì)凌鷗創(chuàng)芯的產(chǎn)品感興趣的話，也可以聯(lián)系其市場(chǎng)經(jīng)理趙杰（135 9887 0628）。