【導(dǎo)讀】英飛凌MOTIX? MCU專(zhuān)為實(shí)現(xiàn)一系列電機(jī)控制應(yīng)用的機(jī)電電機(jī)控制解決方案而設(shè)計(jì)，在這些應(yīng)用中，小尺寸封裝和最少數(shù)量的外部組件是必不可少的，包括但不限于：車(chē)窗升降器，天窗，雨刮器 ，燃油泵，HVAC風(fēng)扇，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇，水泵。由于電機(jī)量產(chǎn)的參數(shù)的非一致性。需要對(duì)這些小電機(jī)進(jìn)行產(chǎn)線(xiàn)級(jí)別標(biāo)定。以下是一些適配MOTIX? MCU 硬件特性的標(biāo)定方法參考。
背景介紹
英飛凌MOTIX? MCU專(zhuān)為實(shí)現(xiàn)一系列電機(jī)控制應(yīng)用的機(jī)電電機(jī)控制解決方案而設(shè)計(jì)，在這些應(yīng)用中，小尺寸封裝和最少數(shù)量的外部組件是必不可少的，包括但不限于：車(chē)窗升降器，天窗，雨刮器 ，燃油泵，HVAC風(fēng)扇，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇，水泵。由于電機(jī)量產(chǎn)的參數(shù)的非一致性。需要對(duì)這些小電機(jī)進(jìn)行產(chǎn)線(xiàn)級(jí)別標(biāo)定。以下是一些適配MOTIX? MCU 硬件特性的標(biāo)定方法參考。
系統(tǒng)拓?fù)鋱D
MOTIX? MCU系列屬于SoC (System on Chip) 級(jí)產(chǎn)品，集成了MCU，LDO，gate driver，電流采樣，LIN/CAN收發(fā)器等模塊。針對(duì)BLDC電機(jī)控制，我們推薦TLE987x和TLE989x系列，其內(nèi)部框圖如下所示，前者是針對(duì)LIN通信方案，后者是針對(duì)CAN通信方案。詳細(xì)的信息和文檔，可點(diǎn)擊閱讀原文，訪問(wèn)英飛凌官網(wǎng)。
TLE987x內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
基本上面所述的小電機(jī)應(yīng)用基本都是如下的框圖，由MOTIX? MCU, mosfet, external sensor 接口，通訊口，MON電源檢測(cè)口。現(xiàn)在我們就來(lái)看看怎么使用MOTIX? MCU的一些硬件功能用來(lái)做產(chǎn)線(xiàn)終檢。
TLE9893 150W 冷卻油泵參考設(shè)計(jì)
推薦檢測(cè)流程
A: PCBA檢測(cè)流程，不接電機(jī)
軟硬件版本管理
一般的ECU都有自己的軟件版本，硬件版本，以及電機(jī)版本信息。這些項(xiàng)目信息可以存放在 MOTIX? MCU的flash里面并可以考慮加上軟件checksum，也可以預(yù)留通訊協(xié)議讓上位機(jī)和 ECU通訊，把項(xiàng)目信息回讀并驗(yàn)證。
TLE987x的LIN 通訊口和 PWM通訊口可以做到分時(shí)復(fù)用，只用一個(gè)硬件資源。
這樣就驗(yàn)證了，通訊口是否正常，軟硬件版本是否正確。
供電電壓測(cè)試以及標(biāo)定
1. 先給一個(gè)Vbat 電壓VbatLow，測(cè)量相關(guān)母線(xiàn)電壓并返回。
2. 再給一個(gè) Vbat 電壓VbatHigh， 測(cè)量相關(guān)母線(xiàn)電壓并返回。
3. 回到正常供電電壓，把charge pump 功能關(guān)閉，charge pump關(guān)閉前后測(cè)量VDH 電壓并返回。如果防反接電路工作正常，關(guān)閉前后VDH電壓會(huì)有變化。
這步可以驗(yàn)證了反接mos能否正常打開(kāi)，ADC2各級(jí)電壓監(jiān)控是否正常
相電壓檢測(cè)
電機(jī)相線(xiàn)可以考慮連接外部電壓源，參考電壓可以是 VDH和 GND
1. Phase1 給高，Phase2，Phase3 給低，執(zhí)行硬件 off state 診斷。能在不開(kāi)mosfet的情況下報(bào)出一個(gè)通道和電源短路，兩個(gè)通道和GND短路。相應(yīng)的反電動(dòng)勢(shì)比較器也能報(bào)出對(duì)應(yīng)的狀態(tài)。
2. 輪換著Phase2 給高，在輪換著Phase 3給高 測(cè)試兩次。
3. 什么都不接，執(zhí)行off state 開(kāi)路診斷。能夠正確診斷。
這步可以檢測(cè)，各個(gè)器件從UVW到MCU是否焊接好。電機(jī)在off state診斷情況下的短電源，短地以及開(kāi)路。
Shunt 電流以及運(yùn)放offset檢測(cè)。
在零電流的情況下，測(cè)試流過(guò)Shunt的漏電流，以及運(yùn)放偏置的檢測(cè)，并和合理值作比較。
死區(qū)觀察
目標(biāo)是測(cè)量驗(yàn)證 mosfet的開(kāi)關(guān)死區(qū)時(shí)間。
1. HS 開(kāi)50%的占空比。LS開(kāi)50%占空比+- 死區(qū)時(shí)間。此時(shí)應(yīng)該沒(méi)有電流流過(guò)上下管。
2. LS 開(kāi)50%的占空比。HS開(kāi)50%占空比+- 死區(qū)時(shí)間。此時(shí)應(yīng)該沒(méi)有電流流過(guò)上下管。
這樣就驗(yàn)證了，死區(qū)合理，沒(méi)有漏電流。
溫度檢測(cè)以及sensor接口檢測(cè)
軟件內(nèi)部讀出當(dāng)前sensor的返回值，判斷合理性。如果需要做sensor的標(biāo)定，也可以考慮在這里做。
另外TLE9893 可以做外部AD口的 硬件斷線(xiàn)檢測(cè)。內(nèi)部有一個(gè)激勵(lì)源可以做外部AD的線(xiàn)有沒(méi)有穩(wěn)定連接。
至此，和MOTIX? MCU硬件特性有關(guān)的終檢建議完畢，用戶(hù)可以增加自己的策略，使檢測(cè)的良品率更高。
B: 模塊組裝，接電機(jī)
逆變器電路測(cè)試
順序打開(kāi)UVW三相，如圖，開(kāi)啟U相上管，V，W相下管。測(cè)試電流值，以及反電動(dòng)勢(shì)比較器的輸出。目的是測(cè)試電機(jī)的繞組是否能順利導(dǎo)通，以及電流通過(guò)是否合理。
低功耗電流測(cè)試，待機(jī)電流測(cè)試，ECU端子阻抗測(cè)試
目的是檢測(cè)ECU電流，電阻是否合理。
電機(jī)帶負(fù)載測(cè)試
通過(guò)發(fā)指令讓電機(jī)加載到額定功率，并觀察母線(xiàn)電流，電機(jī)轉(zhuǎn)速是否在合理值。
總結(jié)
英飛凌MOTIX? MCU 在12V小電機(jī)應(yīng)用中提供了豐富的硬件診斷模塊幫助客戶(hù)更好地量產(chǎn)自己的小電機(jī)ECU。
（作者：Avanti，Haipeng，來(lái)源：英飛凌汽車(chē)電子生態(tài)圈）
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