一文看懂NXP汽车电机控制解决方案(NXP整理)

肖久

导读
随着国内汽车市场的飞速发展，各大汽车厂商对汽车电机控制相关产品的需求迎来了井喷，他们对产品节能性、高可靠性、低成本的追求也成为了一种趋势。

作为全球最大的汽车电子厂商，NXP会有哪些动作呢？恩哥今天将带你大致了解NXP汽车电机控制的相关产品、解决方案及工具等。

NXP汽车电机控制解决方案


让我们先看看电机在汽车中都有哪些应用，通常我们会把这些应用分为动力总成、安全和底盘、车身和舒适三大类，如下图：
相应地，根据电机类型，NXP的汽车电机控制解决方案大致可以分类如下：

直流有刷电机

• 电动车窗/天窗
• 电动门/后备箱
• 安全带预紧，EPB
• EPS
• 油泵
• 风扇，鼓风机
• 后视镜，电子节气门
• 电动座椅
  

步进电机

• AFS
• 进气格栅
• 空调风门
• 电子膨胀阀
  

直流无刷电机

• EPS
• 雨刮
• 油泵，水泵，SCR
• 冷却风扇
• 鼓风机
• 变速箱
  

永磁同步机

• HEV/EV主电机
• 电动压缩机
• EPS
• 油泵，水泵，SCR
• 冷却风扇
• 鼓风机
• 启动机
• 变速箱
  

真可谓应有尽有。由于精力有限，恩哥只能挑一些重点的解决方案和参考设计给大家简单介绍一下：

1.电动车窗、天窗解决方案

方案优势

• 高集成度
• S12VR内部集成高、低边驱动、EVDD (5V)、电压调节和LIN总线收发器，可以有效缩小PCB尺寸。
• 专为车窗、天窗等继电器驱动应用设计
  

产品推荐

1.S12VR集成方案

MCU：S12VR
Pre-driver：N/A
LIN收发器：N/A
SBC：N/A
GA：PNS40010ER        
         PMEG10020AELR        
         PTVSxxP1UP

2.KEA/S32K分离方案

MCU：KEA/S32K
Pre-driver：MC33883
LIN收发器：TJA102x
SBC：MC33905/UJA116x
GA：PNS40010ER
         PMEG10020AELR
         PTVSxxP1UP

3.S12ZVMB方案（H桥）

MCU：S12ZVMB
Pre-driver：N/A
LIN收发器：N/A
SBC：N/A
GA：PNS40010ER
         PMEG10020AELR
         PTVSxxP1UP

参考设计
基于S12VR的车窗控制参考设计（点击查看）


2油泵、水泵、冷却风扇、鼓风机解决方案

——无传感器BLDC/PMSM

方案优势

• 支持低成本开发板 – S12ZVML-MINIBRD
• 中文版的FOC无传感调试指南，更易上手
• 高集成度:S12ZVM内部集成3相全桥预驱、电压调节器、电荷泵、LIN/HV总线收发器（另有CAN总线控制器和CAN总线收发器版本可选）可以有效缩小PCB尺寸。
• Auto Grade 0, 150°C
  

产品推荐

1.S12ZVM集成方案

MCU：S12ZVM
Pre-driver：N/A
CAN/LIN收发器：N/A
SBC：N/A
MOSFET：BUK7K6R2-40E
     BUK7K8R7-40E
     BUK7Y3R0-40E
     BUK7Y7R6-40E
GA：PNS40010ER
     PMEG10020AELR
     PESDxCAN
     PESD1LIN

2.KEA/S32K分离方案

MCU：KEA/S32K
Pre-driver：MC33GD3000
CAN/LIN收发器：TJA104x/TJA102x
SBC：MC33908/UJA116x
MOSFET：BUK7K6R2-40E
     BUK7K8R7-40E
     BUK7Y3R0-40E
     BUK7Y7R6-40E
GA：PNS40010ER
     PMEG10020AELR
     PESDxCAN
     PESD1LIN

参考设计
基于S12ZVM的FOC无传感器方案（点击查看）
基于S12ZVM的6步BLDC无传感方案（点击查看）

3电动座椅、门、后备箱、安全带预紧解决方案



方案优势

• 高集成度:S12ZVMB内部集成H桥驱动、电压调节、运放和LIN总线收发器（HV可选），可以轻松满足苛刻尺寸要求。
• H桥驱动:为双方向转动的产品量身定做，比如座椅、门和后备箱等，具有最佳的性价比。
• Auto Grade 0, 150°C
  

产品推荐

1.S12ZVM集成方案

MCU：S12ZVMB
Pre-driver：N/A
LIN收发器：N/A
SBC：N/A
MOSFET：BUK7K8R7-40E
     BUK7K18-40E
     BUK7Y7R6-40E
     BUK7Y21-40E
GA：PHPT60603NY
     2N7002BK
     PESD1LIN

2.KEA/S32K分离方案

MCU：KEA/S32K
Pre-driver：MC33883
LIN收发器：TJA102x
SBC：MC33905/UJA116x           
MOSFET：BUK7K6R2-40E
     BUK7K8R7-40E
     BUK7Y3R0-40E
     BUK7Y7R6-40E
GA：PHPT60603NY
   2N7002BK
   PESD1LIN

4油泵、水泵、冷却风扇、鼓风机解决方案



——直流有刷电机

方案优势

• 高集成度:S12ZVMA内部集成高、低边驱动、电压调节、运放和LIN总线收发器（HV可选），可以轻松满足苛刻尺寸要求。
• 半桥驱动:为单一方向转动的产品量身定做，比如泵类和风扇类，具有最佳的性价比。
• Auto Grade 0, 150°C
  

产品推荐

1.S12ZVMA集成方案

MCU：S12ZVMA
Pre-driver：N/A
LIN收发器：N/A
SBC：N/A
MOSFET：BUK7K8R7-40E
     BUK7K18-40E
     BUK7Y7R6-40E
     BUK7Y21-40E
GA：PNS40010ER
   PMEG10020AELR
   PESDLIN

2.KEA/S32K分离方案

MCU：KEA/S32K
Pre-driver：MC33883
LIN收发器：TJA102x
SBC：MC33905/UJA116x
MOSFET：BUK7K8R7-40E
     BUK7K18-40E
     BUK7Y7R6-40E
     BUK7Y21-40E

GA：PNS40010ER
   PMEG10020AELR
   PESDLIN

5.基于S12VR的车窗控制参考设计

• 采用S12VR设计
• 采用LIN控制（LIN PHY内置）
• 可以通过LIN唤醒
• 控制DC电机，通过霍尔编码器感知位置
• 工作电压范围从8V到18V
• 带防夹功能以及电机堵转检测
• 开发板TRK-S12VR-WLFT可支持客户快速设计
• 目前已经发布，可提供软件包
  

6.基于S12ZVM的BLDC燃油泵方案

• 方案基于 S12ZVML31 + BUK626R2*6
• 快速启动100ms从静止到额定转速
• 支持6步方波和FOC正弦波无传感器控制
• 支持单电阻
• 供电电压范围6V到17V
• 支持空载启动和满载启动
• 支持供电电压动态补偿
• 支持负载波动测试
• 支持PWM速度指令
• 支持各种保护功能
• 过流、过压、欠压及限流保护。
• 方案将在2016年9月份完成
  

7.基于S12ZVM的发动机冷却风扇参考设计

• 基于S12ZVM平台
• 器件可以支持高达150 ℃的应用，非常适合发动机冷却风扇方案。
• 方案基于S12ZVM + BUK626R2*6
• 该方案为6步BLDC无传感器
• 可以扩展到FOC无传感器方案。
• 采用互补单极性PWM，改善EMC性能
• 支持初始位置检测，无反转启动
• 完善的保护功能
• 支持各种保护，过压欠压、过流、限流、堵转保护等。
  

8.基于KEA和S12ZVM的鼓风机方案

• 该方案是一个展示方案
• 展示鼓风机方案可以是基于硬件平台KEAKEA128BLDCRD，也可以是基于硬件平台S12ZVMS12ZVML-MINIBRD。
• 基于6步方波BLDC无传感器设计
• 可以扩展到FOC无传感器控制。
• KV31的板子做LIN的主节点
• 检测到触摸板上面的命令信号，将其通过LIN发送给KEA128和S12ZVM板子的从节点，从而控制鼓风机的运行。
• 支持电压波动测试和负载波动测试
• 可无缝从S12ZVM板切换到KEA128板
• 带过欠压、过流、限流、堵转保护
  

篇幅有限，恩哥就不一一展开介绍了。
感兴趣的小伙伴们可以联系我们的汽车电机控制专家获取更多资料：
vincent.deng@nxp.com


NXP电机控制产品

MCU

KEA系列
S32K系列
MPC574xP系列（功能安全）

集成芯片

S12ZVM(BLDC/PMSM专用芯片)
S12ZVMA(Half-Bridge控制专用芯片)
S12ZVMB(H-Bridge控制专用芯片)
S12VR(车窗、天窗专用芯片)
S12ZVC(集成CAN收发器，LDO)
S12ZVL(集成LIN收发器，LDO)

MOSFET

LFPAK56(D), Power-SO8小型化封装
D2PAK, TO-220AB大功率封装

模拟器件
CAN/LIN电源基础芯片 MC33904/5, MC33907/8, TJA116x
H桥预驱 MC33883
H桥驱动 MC33931/2,MC33926, MC33HB2000/1
3相预驱 MC33937, MC33GD3000
步进电机驱动 MC33879A, MC33932

三极管/二极管/ESD保护

防反接二极管, TVS稳压
续流二极管
PNS40010ER
PMEG10020AELR
PTVSxxP1UP
PESDxCAN
PESD1LIN
PHPT60603NY
2N7002BK
PESD1LIN
PESDLIN

CAN/LIN收发器
TJA102x
TJA104x

NXP电机控制工具



编译器
-Codewarrior S12Z rev. 10.3 and newer
-Cosmic
集成开发环境
-Codewarrior 10.6
-Cosmic Zap
-eclipse
烧写器
-P&E PROGS12Z
-Cyclone Pro Programmer
调试器
-CW & P&E S12Z Debugger
-Cosmic Zap Debugger
-iSYSTEM winIDEA
支持工具
-Make utility – cygwin
-Freemaster run time debugger\u000b and for instrumentation/calibration



一站式解决方案供应商
从完整的产品结构和解决方案，到丰富的电机控制工具，再到给力的电机控制技术支持，NXP可以提供一站式汽车电机控制解决方案，设计、开发想不顺利都难.

阅读全文

fannyorr

很全面，感谢分享

tighero

谢谢

wuhangoe

谢谢

万马奔腾

好东西，多准备这样子的材料，谢谢楼主

gdlgjfgj

整理的不错

spiderar

希望以后官方多出一些类似的资料

anny

非常感谢小恩的分享

何昌昕

感谢分享

disheng4688

感谢分享