近幾年來,在汽車電動化、智能化和網聯化趨勢的推動下,單車汽車電子元件價值量得到大幅提升。從一開始的發動機燃油電子控制和電子點火技術,發展到了智能座艙、ADAS,甚至是自動駕駛系統。隨著新能源汽車滲透率的逐步提高,預計汽車電子占整車成本的比重業將不斷提升。比如每輛傳統燃油車上的芯片數量約為300顆,智能電動汽車上的芯片數量將會在2000顆以上。因此,Omdia預計未來五年,全球汽車半導體市場規模將會以10%的年復合增長率持續增長。預計到2025年,全球汽車半導體市場可達804億美元。
目前,車規級半導體主要應用于車體控制裝置、車載監測裝置和車載電子控制裝置,主要分布在車身控制、信息娛樂,電子座艙,車身與舒適系統,汽車網絡,以及ADAS和自動駕駛等系統中。
為了抓住這一趨勢,國內外許多半導體廠商紛紛進入汽車市場,凌鷗創芯就是其中之一。成立于2015年的凌鷗創芯是一家電機控制芯片供應商,其產品主要包括微控制芯片(MCU)、預驅(Gate Driver)、以及電源模塊(IPM)三大類。據悉該公司各類產品的年出貨量已經超過了2億顆,應用范圍覆蓋了電動出行、電動工具、大家電、小家電、工業控制、健康醫療和汽車電子等7大領域。
不久前,在電子發燒友網主辦的“2023汽車電子創新技術研討會”上,凌鷗創芯FAE工程師黃明港帶來了關于《MCU在車身控制中的應用解決方案》主題分享,在分享中他介紹了凌鷗創芯目前車規產品的現狀、應用案例,以及未來規劃。
多顆產品已過車規,并獲得客戶采用
據黃明港透露,凌鷗創芯已推出多款產品,其中包括了8英寸工藝MC06x、MC05x、MC03x、MC08x,和12英寸的MC45x系列、MC07x系列電機驅動MCU,以及針對汽車級應用推出的高性能車規級運動控制系列芯片。
黃明港強調,今年車規級芯片是凌鷗創芯布局的重點,目前已經有AT08X系列中的LKS32AT085/LKS32AT086兩顆芯片取得了ACE-Q100車規級認證,AT08X系列中的LKS32AT089和AT03X系列中的LKS32AT039芯片即將拿到ACE-Q100車規級認證證書,可廣泛應用于車載壓縮機、汽車水泵、汽車油泵、車載冰箱控制器、冷凝風扇等多種應用場景。
論壇上,黃明港重點介紹了LKS32AT039系列,該系列產品集成度非常高,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個運放。此外,AT039系列產品的主頻為48MHz,Flash容量為32K,最大耐壓為40V。他特別強調這是一款高度集成的產品,外圍器件只需要必要的電阻、電容就能支持電機控制應用了。更為重要的是該產品具有很高的性價比。
凌鷗創芯也有針對車規級應用的高性能系列MCU,比如AT08X系列MCU的主頻高達96MHz,片上集成的自主指令集DSP可作為異構獨立核心運行程序,諸如開方、三角函數等數學運算可在100ns內完成,為車規級應用提供安全、可靠、高效的解決方案。其中,AT085已經量產并實現了百萬級別的出貨量。AT086集成了預驅,可以精簡解決方案的外圍電路。
產品級控制算法與平臺
此外,凌鷗創芯提供了超過20種產品級電機控制算法平臺的算法庫支持。通過這些算法庫,可直接實現閉環零速啟動、啟動扭矩緩升、堵轉重啟不失速、支持順風啟動和逆風啟動、通過高頻注入連續探測轉子位置等電機控制功能,提高產品的易用性和靈活性。
值得一提的是,凌鷗創芯還推出了電機參數辨識與轉子位置辨識工具。該工具針對定制性方案,能夠支持離線電機電阻、電感Ld、Lq參數辨識;也可以根據辨識參數進行電流內環的控制參數計算;針對低速大扭矩應用場合,研究開發了HFI方案,可以滿足低速運行需求。
凌鷗創芯車規產品應用案例
黃明港還介紹了凌鷗創芯的車規級芯片在汽車中的應用,比如汽車空調壓縮機、汽車水泵、油泵、通風扇、膨脹閥、風門等應用。
他特別介紹了一個基于其AT039產品的汽車電子膨脹閥應用,該解決方案的拓撲結構非常簡單,根據其原理圖可以看出只需要一個20V的供電,外加一個采樣電阻,就可以驅動步進電機轉動了。“電路非常簡潔,這個方案一推出來,就有不少汽車廠商過來洽談了,他們都非常感興趣。”黃明港在分享時表示。
凌鷗創芯的汽車空調壓縮機解決方案采用了正弦波無感FOC控制方式控制BLDC電機,使用的是雙電阻采樣,支持5段、7段SVPWM,帶載2.0MPa啟動平穩,觀測器收斂迅速,運行穩定可靠。此外,在安全保護方面,具有軟過/欠壓、軟過流+硬過流、缺相,過功率、過溫保護,三相不平衡保護等安全措施。
主控MCU可以選用LKS32MCAT085C8Q9,該MCU采用了Cortex M0內核,存儲方面采用了8K RAM和64K Flash。而且MCU內部集成了四路運放和兩路比較器,外圍電路相對簡單。
另外,其汽車用水泵、油泵、通風扇,以及汽車水泵等解決方案也很有特色。
最后,值得一提的是,凌鷗創芯在人才培養、承擔行業責任等方面上也在不遺余力地投入。他們創辦了凌鷗學園,以幫助更多的工程師快速提升電機控制設計能力,課程從level1到level10,分為基礎學員、專業學員、電控專家、資深專家四個階段。
總的來說,隨著汽車電動化和智能化的快速發展,汽車電子領域面臨著巨大的機遇和挑戰。作為一家專注于電機控制芯片的供應商,凌鷗創芯憑借其高度集成、高性能的車規產品和豐富的應用案例,為汽車行業提供了可靠、高效的解決方案。未來,凌鷗創芯將繼續致力于技術創新和產品優化,助力汽車電子行業的進一步發展。當然,如果有工程師對凌鷗創芯的產品感興趣的話,也可以聯系其市場經理趙杰(135 9887 0628)。
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