在当今的轿车规划中，空调已是规范的舒适性装备。从功用上讲，当今的轿车空调实际上是将加热、制冷及通风等功用一体化，成为轿车加热、通风空调(HVAC)体系(本文将简称为“轿车空调”)。从调理方法讲，轿车空调包含手动空调、半主动空调及主动空调。本文将专门环绕轿车主动空调进行讨论，介绍安森美半导体相应的电源供电、电机驱动及分立元件等计划，协助规划人员挑选合适的产品，用于轿车主动空调规划。
轿车空调体系包含加热及通风体系、空调制冷及电子操控单元(ECU)等不同子体系。在加热及通风子体系，新鲜空气从外部的管道通向车厢内部，提高乘客的舒适性及安全性。进入的空气流过小的发热芯，衔接到发动机的冷却体系。空调制冷子体系则经过不断蒸腾和冷凝，将车内的热量搬运到外面的空气中，在下降车内温度的一起也下降湿度。图1是典型的轿车主动空调界面，图2则是体系架构图。
图1. 典型轿车主动空调用户界面
图2：轿车空调体系架构图
轿车空调的电源供电
如图2的轿车空调体系架构图所示，轿车空调体系需求为微操控器(MCU)、各种传感器、驱动器、存储器等供电。常见的轿车电池电压包含12 V或24 V。假如选用24 V体系供电，则需求高耐压产品，加强热办理，提高电源能效并操控本钱。假如选用12 V体系供电，则本钱更具优势，要求较低静态电流及选用优化的封装。不同供电电压也涉及到不同的轿车空调电源供电架构图，如下图所示。但无论是哪种架构，都会用低压降(LDO)稳压器将24 V或12 V电压转化为5 V。安森美半导体供给阵型丰厚的LDO产品，表1列出的是合适于轿车空调运用的LDO。它们可以接受高输入电压，供给低静态电流，经过的轿车职业AEC-Q100认证，契合轿车空调运用要求。
图3：轿车空调电源转化架构
表1：安森美半导体运用于轿车空调的LDO稳压器产品列表
轿车中的外部传感器有必要选用安稳的电源，即LDO跟从稳压器(或称电压跟从器)。这些LDO跟从稳压器有必要得到充沛维护，以防比如对地短路、电池短路、电池反接等毛病;一起，其输出电压有必要与参阅电压高度一致。安森美半导体供给具有完善维护功用的电压跟从器NCV8184，为外部传感器供电。NCV8184是一款单片LDO跟从稳压器，供给可调理的缓冲输出电压，且亲近匹配参阅输入电压(精度达±3 mV)。这器材的输出电流才能为70 mA，在50 mA电流时的典型压降仅为0.35 V;静态电流仅为70 μA。
用于轿车空调的电机驱动器
依据不同的区域及不同轿车整车厂的装备需求，轿车空调风门执行器可以选用不同的拓扑结构，如直流电机、单极性步进电机及双极性步进电机。
最常见的风门执行器是直流电机，并集成方位传感器，将风门方位信号反馈给微操控器。为操控直流电机的正转或回转，需求运用2个高边(HS)开关及2个低边(LS)开关组满意桥电路。通常情况下，这些高边或低边开关现已集成各种完善的维护，如过压维护、过载维护及过温维护等。在步进电机方面，单极性步进电机需运用4个低边开关，而双极性步进电机需运用4个高边开关和4个低边开关。
图4：轿车空调风门执行器的电机结构及驱动需求
直流电机风门执行器的作业电流一般在100mA左右，最大堵转电流小于450mA。此外，需求H桥驱动来改动运转方向。电机驱动器还需求毛病确诊陈述，且供给满意的维护功用。安森美半导体的NCV77xx系列器材可用于驱动直流电机风门执行器，如NCV7718。NCV7718是一款六路半桥驱动器，高、低边在驱动器芯片内部衔接，并以H桥输出。这器材以6路PMOS作为高边驱动，6路NMOS作为低边驱动，可以供给0.55 A持续驱动电流，集成了内部续流二极管。NCV7718能以正向、反向、制动及高阻态作业，可以经过16位SPI接口操控，带有专门规划用于轿车及工业运转操控运用的维护功用，如欠压及过压确定、过流维护、过温维护、欠载维护及辨别毛病陈述等。
除了直流电机驱动器，安森美半导体还供给用于轿车空调的单极性及双极性步进电机驱动器。安森美半导体的单极性步进电机驱动器包含NCV7608和NCV7240等。其间，NCV7608是8路高、低边可装备驱动器，每通道能供给350 mA驱动电流，并供给完善的维护功用;NCV7240是8路低边驱动器，每通道能供给600 mA驱动电流，可选用16位SPI接口操控，也供给完善的维护功用(如开路确诊、过载维护及过温维护等)。这两款器材别离选用SO%&&&&&%28和SSOP24封装。
图5：安森美半导体NCV70501及AMIS-30730双极性步进电机驱动器框图
安森美半导体用于轿车空调的双极性步进电机驱动器包含AMIS-30730和NCV70501等。轿车空调的进气风门需求选用低噪音规划，因为这个执行器是接连作业形式。选用NCV70501这样的双极性步进电机驱动器可以完成低噪音。NCV70501经过H桥驱动步进电机，可以经过设置内部寄存器来改动电机的方向和步数等。AMIS-30730则是单芯片智能步进电机驱动器计划，内部包含双极性步进电机驱动、微操控器(MCU)内核、LIN接口、ROM、RAM及EEPROM等。
外部负载高边或低边驱动器
除了风门执行器，还需求驱动或操控外部负载，如中心电器盒。安森美半导体供给用于外部负载驱动的SmartFET，可用于高边或低边驱动，如NCV8440、NCV8401/2/3/5/6等低边驱动器，以及NCV8450、NCV8452等高边驱动器。这些SmartFET是带维护的MOSFET，在功率MOSFET的根底上增加了多种维护功用及高边或低边驱动等。以NCV8452高边SmartFET为例，这器材的导通阻抗为200 m?，过压维护等级为41 V，输出电流约束值为1 A，集成了丰厚的维护特性，如短路维护、过载维护、过温关断及主动重启、内部钳位二极管过压维护、ESD维护 及逻辑电平操控等。
图6：轿车空调外部负载的高边或驱动架构及高边驱动器NCV8452运用示例
鼓风机用电机驱动器及MOSFET
鼓风机是轿车空调的重要部分，包含有刷直流电机及无刷直流电机等不同驱动类型。选用有刷直流电机时，选用PWM操控，最大作业电流达30 A，需求用到功率MOSFET。选用无刷直流电机时，需求用到预驱动器及功率MOSFET。安森美半导体供给用于无刷直流电机的三相预驱动器，如LV8901、LV8902及MC33033/5等。安森美半导体还供给用于鼓风机驱动的一系列功率MOSFET，如NVB5860N/NL、NVMFS5830NL、NVMFS5832NL、NVB5404N、NVB5405N、NVD5802及NVD5890N等。
用于轿车空调的恒流驱动器
安森美半导体根据自偏置晶体管(SBT)技能的恒流稳流器(CCR)相同可用于在轿车空调运用中驱动LED。这些LED驱动器包含双端可调理输出版别及三端可调理输出版别，合适于低噪声体系。这些CCR内置LED热维护，可以代替低本钱LDO，可抑制因为电压动摇引起的LED亮度改变，经过了轿车级产品认证，协助缩短规划/认证时刻。这些低电流CCR LED驱动器包含NSI50010YT1G、NSI45015WT1G、NSI45020T1G、NSI45020AT1G及NSI45020JZT1G等。
用于轿车空调的其它产品
当今的轿车制造商规划涣散、分布式体系，这些体系经过LIN、CAN及FlexRay™等职业规范接口相互衔接。安森美半导体供给这些规范接口技能的车载总线收发器，其间包含用于轿车空调的NCV7321 LIN收发器。这器材的最高通讯速率为20 kbps，一起具有高压模仿和数字功用，契合欧洲LIN物理层规范2.1版及美国SAE J2602-2规范，契合OEM要求，供给超卓的电磁兼容(EMC)功能，体系ESD维护才能高达13 kV。
此外，安森美半导体还供给用于多种体系根底芯片(SBC)。这些体系根底芯片集成了车载网络(如LIN、CAN及FlexRay™等收发器)、电源(如线性稳压器、DC-DC稳压器)、监控(如看门狗、SPI、状况、中止)，以及I/O等。其间，用于轿车空调运用的SBC有如NCV7420和NCV7425，这两款器材集成了LIN收发器及3.3 V或5 V稳压器，输出电流才能别离为50 mA及150 mA。
总结：
轿车空调是安森美半导体在轿车运用中所重视的中心运用之一。安森美半导体供给一系列运用于轿车空调运用的产品，包含电源供电(如LDO及电压跟从器)、电机驱动器、SmartFET高边/低边驱动器、分立元件(功率MOSFET，CCR LED驱动器)、车载网络收发器及体系根底芯片等。安森美半导体将持续致力于研制高功能的规范和专用器材，满意轿车空调中越来越严苛的需求，并用优异的产品不断提高轿车空调体系的安全性、可靠性及燃油经济性。
