NXP精准汽车电子助力转向系统参考设计

方案概述

电动助力转向（EPS）系统在现代汽车行业势头越来越强，从小型车到C/D/E重型车和SUV，随处可见。通过提供助力支持，和只有当驾驶员转动方向盘时才产生能量消耗，EPS产生的二氧化碳明显低于传统的皮带驱动，甚至低于现代电子液压助力转向系统（EHPS）。

通过使用精确的转向柱扭矩数据、角度数据和磁阻（MR）传感器的转子位置数据，我们的MOSFET实现高效的逆变器和故障安全功率级设计。同样，CAN和FlexRay收发器系列确保了EPS和车辆的其他部件之间稳健的、即时的通信。

功能定义及性能指标

驱动不同的负载

动力转向系统中的负载电流范围极其广泛。从驱动仪表盘中LED时的几毫安负载电流，到驱动电机时的100多安。恩智浦提供分立解决方案，如小信号MOSFET或低VCEsat（BISS）晶体管，恒定电流源（PSSI），高端负载开关（PBLS系列），以及如告警灯或确保安全切换功能的继电器等用于小型或中型负载的逻辑器件。

我们采用先进TrenchMOS技术的功率MOSFET器件驱动着电机，通常为3相无刷直流电机。高电流功率MOSFET对发动机罩内的安全开关来说是最佳的。在故障条件下，安全开关被用来将3相转向电机从变频器上分离。对于这样的热动态应用，我们提供增强的D2PAK封装，它对于远远超出100 A漏电流具有适当的机械和热耐用性。它具有额外的源极引脚和新的7引脚D2PAK封装中的增厚焊线，可以应对超过300A的电流。

所有这些产品都具有一些共同的特点，具有低传导损耗和创新的封装，以节省电路板空间，并提供具有成本效益的解决方案。

车载通信

对于所有网络协议，我们提供独立的CAN和FlexRay收发器，具有故障管理和节能等先进功能。我们还提供高度集成的车载网络产品，包括系统基本芯片（SBC）系列。SBC在单个芯片上结合一个或多个总线收发器，稳压器，I / O引脚和看门狗选件。它们提供了先进的低功率模式控制和智能故障安全行为。具有不同收发器选件的引脚兼容系列设备，通过简单地改变PCB的总数，支持可扩展的平台。

磁阻和温度传感器

恩智浦的磁阻（MR）角度传感器系统是控制现代EPS应用的理想选择，可以收集必要的扭矩，角度和位置信息。每个装置由一个配备了两个独立的MR传感器桥和两个具有温度补偿功能的仪表放大器的磁阻元件组成。MR传感器通过提供了一个几乎与磁铁容差、磁铁的温度系数、磁传感器的距离以及定位公差等因素无关的输出信号，保证了可靠性并简化了制造过程。

我们的硅基温度传感器确保了在长期的使用寿命中高度精确的测量。KTY系列可用于过热保护和温度监控系统，以减少PWM控制。

I / O保护

恩智浦提供了PESD系列ESD保护设备，专门设计用来保护汽车网络。

为了实现强大的反向极性保护，恩智浦提供了小巧外形下的高性能解决方案，该方案或者基于采用先进TrenchMOS技术的低电阻功率MOSFET器件，或者基于采用先进的夹片粘合技术、采用SOD123W和SOD128封装的肖特基整流器（PMEG系列）。

胶合逻辑

除了以创新封装提供具有不同供电电压和速度的完整标准逻辑产品系列，恩智浦还提供低电阻模拟开关专用设备、模拟和数字多路复用器和I / O扩展设备，以推出成本优化的EPS解决方案。

分立器件

恩智浦，作为小信号分立器件的领先供应商，我们销售动力转向系统应用领域的各种产品。产品创新基于三个关键的创新驱动：提高电源效率，提供系统保护解决方案，并提供微型化和集成化以简化设计和降低成本。我们引领潮流，提供低功耗VCEsat (BISS)晶体管、低VF (MEGA)肖特基整流器和汽车网络专用保护解决方案。

方案优势

1、大量低电阻、坚固耐用的功率MOSFET器件，专门设计用于满足需要高电流、对热性能要求苛刻的环境
2、精确的、非接触式的、适用广泛温度范围的磁阻传感装置，容许大的空气间隙
3、车载网络和SBC设备的完整产品组合，使涵盖所有主要汽车网络标准的转向、车轮和ABS / ESC之间能快速可靠的通信
4、分立元件的广泛产品组合，具有创新封装和增强的电源效率

5、最小封装的低功耗逻辑解决方案，适合汽车应用

原理及实物图