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除非你經(jīng)歷過宇宙飛船，否則汽車電動座椅可能是你經(jīng)歷過的最復(fù)雜的座椅。它比飛機(jī)座椅更適合調(diào)整，比牙科診所更舒適 – 汽車電動座椅提供豪華的舒適、方便和安全。

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無論您是上下移動座椅還是調(diào)整腰部支架，電機(jī)都可以很容易地完成這些操作。除了易于移動的優(yōu)點外，強(qiáng)大的汽車電動座椅還具有其他優(yōu)點。例如，風(fēng)扇和加熱器甚至可以通過降低整個溫度系統(tǒng)的電力負(fù)荷來增加車輛的范圍。

電動座椅設(shè)計趨勢

鑒于汽車電動座椅有多個選擇，制造商正在尋找驅(qū)動多個電機(jī)的方法。過去，設(shè)計師經(jīng)常使用繼電器來開關(guān)電機(jī)電源，但繼電器由多個小型機(jī)械部件組成，速度能力有限。由于繼電器存在這些缺點，每個開關(guān)都會發(fā)出噪音，因此不適合脈寬調(diào)節(jié) (PWM) 控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。

綜合電路 (IC) 各種優(yōu)點(包括尺寸小、操作安靜、速度控制和可靠性控制)現(xiàn)在已經(jīng)使用了IC取代機(jī)電繼電器的趨勢。借助機(jī)電繼電器。IC可使用快速、安靜的開關(guān)PWM控制轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)多個電機(jī)的平滑同步運行。

繼電器驅(qū)動座椅通常是一個繼電器，只驅(qū)動一個電機(jī)IC這種模式也被用于設(shè)計。在只有少數(shù)電機(jī)的系統(tǒng)中，這種復(fù)雜性是一個可接受的缺點。然而，在功能齊全的復(fù)雜汽車座椅系統(tǒng)中，將多個電機(jī)的驅(qū)動電路結(jié)合起來可以帶來顯著的好處。包括減少材料清單和使用多軸集成驅(qū)動器的設(shè)計方法。

多通道柵極驅(qū)動解決方案

TI為電動座椅提供多電機(jī)汽車柵極驅(qū)動。DRV8714-Q1和DRV8718-Q半橋柵極驅(qū)動器有四個通道和八個通道。它們集成了電荷泵、電流檢測放大器和可用于多個負(fù)載的邏輯電路。IC可控制多達(dá)7個不同電機(jī)或電機(jī)和加熱器的組合，從而減少座椅模塊所需設(shè)備的數(shù)量。

圖1Renesas代理顯示了DRV8714-Q1通過共用半橋驅(qū)動器控制三個電機(jī)，它可以單獨操作任何電機(jī)或特定組合。您可以選擇最適合電機(jī)特性的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)，并調(diào)整DRV8714-Q優(yōu)化性能的寄存器。

圖1 由DRV8714-Q1汽車柵極驅(qū)動器驅(qū)動的三電機(jī)座椅

驅(qū)動靈活性

半橋驅(qū)動器通道多達(dá)個，DRV8718-Q1能靈活使用適當(dāng)數(shù)量的適當(dāng)數(shù)量MOSFET驅(qū)動雙向電機(jī)、單向電機(jī)（如風(fēng)扇）和非電機(jī)負(fù)載（如加熱器）MOSFET為特定負(fù)載量身定制。

圖2顯示了四個座椅電機(jī)、一個風(fēng)扇和一個加熱器的控制DRV8718-Q1.風(fēng)扇(單向旋轉(zhuǎn))只需要一個半橋，加熱器只需要一個高邊MOSFET，因此，設(shè)計減少了外部晶體管的數(shù)量 – 這一切都?xì)w功于多通道柵極驅(qū)動器的靈活性。

圖2 驅(qū)動多個電機(jī)、加熱器和風(fēng)扇DRV8718-Q汽車柵極驅(qū)動器

可以靈活選擇每個最適合相應(yīng)負(fù)載的外部MOSFET，因此，低漏源通態(tài)電阻MOSFET可用于提高大電流應(yīng)用中的熱性能。DRV8718-Q1系列通過調(diào)整柵極電流來控制轉(zhuǎn)換壓擺率，有利于提高電磁兼容性。您也可以通過更改它MOSFET在不改變整體設(shè)計的情況下，使座椅模塊適應(yīng)各種電機(jī)。

簡化的接口

單芯片的另一個優(yōu)點是可以顯著減少發(fā)送到微控制器(MCU)的信號。MCU只需使用四個引腳(使用串行外設(shè)) [SPI]），可以通過單個DRV8718-Q1控制多達(dá)8個半橋，甚至在菊花鏈配置中控制更多通道。該控制包括每個半橋的參數(shù)設(shè)置、晶體管的獨立或協(xié)調(diào)控制和診斷監(jiān)控。

圖3 使用從MCU到DRV8718-Q菊花鏈配置控制16個半橋

可減少統(tǒng)一控制 MCU 工作量。只有一個命令，MCU 所有驅(qū)動器都可以啟用；通過寄存器讀取，MCU 可以判斷電機(jī)是否有故障。 SPI 讀取出現(xiàn)故障的通道和詳細(xì)信息(如需)。

結(jié)語

汽車電動座椅繼續(xù)提供更高的舒適性和便利性。然而，為了驅(qū)動其電機(jī)，還需要解決一些設(shè)計挑戰(zhàn)。多通道柵極驅(qū)動器可以將多個通道集成到單個芯片中，并提供診斷和電流檢測放大器，以幫助解決這些問題。DRV8718-Q1 多通道柵極驅(qū)動提供靈活緊湊的解決方案，有助于實現(xiàn)汽車座椅的最新功能。