接上期
2)功率电路
EPS体系的功率电路首要完成三部分功用。一，由6个 N-MOSFET组成的三相逆变全桥的逆变功用；二，由串联在 三相桥上方的N-MOSFET完成的电池反接维护功用；三，执 行功用安全关断输出指令的相堵截功用。
总的来说，功率电路首要考虑的是牢靠性和功率。
先说功率，除精密的FOC电机操控办法外，MOSFET 器材自身是功率的另一个决定因素。好的MOSFET意味着 更低的RDS(ON)、更低的开关损耗，功率电路才可能有更高 的功率。EPS体系功率从300W到几千瓦不等，对MOSFET 的电流跨度要求也很大。 图7计划里40V的Infineon轿车级 N-MOSFET彻底能满意这个功率规模的不同需求，而且有着 业界抢先的导通和开关损耗。
牢靠性针对不同功用触及的内容也不同。关于三相逆 变全桥来说，因其作业原理十分老练，所以这部分的牢靠性 首要受制于体系规划才能、PCB布局走线、电磁兼容EMC以 及热规划等相关的规划才能。英飞凌北京轿车体系工程部在 这几方面积累了多年的经历，尤其是在用单层铝基板完成方 式上有着十分老练的计划。
关于串联在三相桥上方的N-MOSFET的电池反接维护
功用，由于完成比较简略，所以其牢靠性首要体现在原理层 面。简略来说，驱动防反N-MOSFET需求一个上浮的门极驱 动电源和一个开关操控信号。门极驱动电源来自TLE9180的 上管驱动专用电源管脚。开关操控信号一般由MCU的一个 一般I/O管脚产生即可。当电池极性正常衔接时，TLE9180 的上管驱动专用电源正常作业，MCU操控I/O管脚将门极 驱动电源输出给防反N-MOSFET的门极，防反N-MOSFET 导 通 并 一 直 维 持 导 通 状 态 。 一 旦 电 池 极 性 接 反 后 ， 由 于 TLE9180没有正常供电，不能产生上管驱动电源，因此防反N-MOSFET门极没有驱动信号，呈封闭状况。
下面要点介绍相堵截单元。首先要阐明运用相堵截单 元的布景及原因。传统的EPS配有电磁聚散器，装在减速机 构与电机之间，作用是确保EPS体系只在设定的行进车速范 围内起作用。当车速到达界限值时，聚散器别离，电机中止 作业，转向体系成为手动转向体系。别的，当电机产生毛病 时，聚散器将主动别离。而新一代的EPS现已撤销电磁聚散 器，由于轿车高速时，仍需电机供给阻尼，完成高速时的沉 稳感。别的，因电机轴承毛病而卡住电机输出轴的概率远 比EPS电控逆变电路出毛病而短路相绕组的概率低，所以目 前的干流技能只考虑产生毛病时用电子开关EPS电控功率电 路和电机。前期机械继电器堵截功率电路和电机，但因其 体积大、本钱高、抗震差等缺陷而被筛选。取而代之的是 MOSFET。
用MOSFET完成相堵截功用有几个扎手的问题。1. 其所 处的电路方位形成很难有续流回路。2. 相堵截MOSFET关断 时的关断电流一般都是毛病电流，其值比较大，一般会超越
100A。3. 关断时的毛病电流的上升速率不行预知。di/dt有 时会很高，尤其是在转子方位和导通的MOSFET严峻不匹配
时。
所以，要完成相堵截MOSFET单元真实的产业化使用， 必需求处理几个问题。1. 供给3个相堵截MOSFET在关断后 的电机电感续流回路；2. 要有恰当的战略、办法和必要的电 路来牢靠关断毛病电流。
3)外围传感器 选用三相PMSM或BLDC电机完成的EPS体系需求三类
传感器。第一类是三相PMSM或BLDC电机操控用的转子位 置传感器；第二类是EPS方向盘扭矩传感器；第三类是EPS 方向盘转角传感器。这三类都是EPS体系触及功用安全的关 键元器材。功用安全对要害输入信号的基本要求是要有冗余
备份。
(a)三相PMSM或BLDC电机操控用的转子方位传感器 为完成三相PMSM或BLDC电机扭矩的精准操控和减小
扭矩动摇，干流技能是选用FOC磁场定向操控办法。为完成 FOC操控需求知道实时电机转子相关于定子的视点信号，即 转子方位信号。干流的转子方位传感器有两种：带霍尔的增 量编码器和旋转变压器。相较于Infineon的巨磁阻效应的两 类传感器TLE5309D和TLE5012BD，旋转变压器和带霍尔的 增量编码器价格贵许多。图7给出的计划是用户在这4种传感 器中任选两个作为一个组合用于功用安全的转子方位检测。 TLE5309D是Infineon应ISO26262的要求专门为EPS体系 使用规划的Dual-sensor封装的视点传感器芯片。Dual-sensor 封装技能是将两个彻底独立的传感器芯片集成在一个塑封封 装里，既完成了冗余又减小了体积。TLE5309D内部晶圆上 面集成了一个GMR(巨磁阻效应)传感器芯片，晶圆下面集 成了一个AMR(异向性磁阻效应)传感器芯片。每个芯片的输 出信号都是两路差分模仿信号。AMR和GMR芯片输出的角 度精度别离是0.1和0.6度。TLE5309D的特色是速度更快、精
度更高。
TLE5012BD视点传感器芯片也是Infineon应ISO26262的 要求专门为EPS体系使用规划的Dual-sensor封装的视点传感 器芯片。不同的是在TLE5012BD内部晶圆上下别离集成了两 个彻底相同，且彻底独立的GMR芯片。输出方式也不同，有三线SPI、增量编码器协议、PWM协议、霍尔协议等几种
不同协议的组合。TLE5012BD的特色是输出协议便利、灵 活、通用化，而且是数字信号输出。
(b)EPS方向盘扭矩传感器
T L E 4 9 9 8 x 8 D 系 列 线 性 霍 尔 传 感 器 芯 片 是 In f i n eo n 应 ISO26262的要求专门为EPS体系使用规划的Dual-sensor封装 的方向盘扭矩传感器芯片。TLE4998x芯片内部集成了数字 信号处理器，将模仿的扭矩信号转换为数字信号并以常用 的SENT(Single Edge Nibble Transmission)和PWM通讯协议输 出。由于内部集成了两个彻底相同的TLE4998x芯片，假如 不需求更多的冗余备份的话，一片TLE4998x8D就能满意EPS 扭矩传感器的要求。
(c)EPS方向盘转角传感器
TLE5012BD视点传感器芯片也能用于方向盘转角传感 器。如前所述，一片TLE5012BD就能满意EPS方向盘转角传 感器的需求。
5 结束语
跟着电动助力转向EPS的逐步遍及，EPS的安全要求也 越来越高。本文从功用安全的视角介绍了英飞凌的EPS电控 体系处理计划，由此可见，英飞凌不仅能供给具有功用安全 特色的一揽子芯片，一起还有才能供给EPS体系级的技能支 持。
