一,、S12ZVM-EFP方案介紹 

本方案以S12ZVML128為主控，S12ZVM系列產(chǎn)品是NXP推出的汽車級(jí)電機(jī)控制單芯片集成方案,，其將微處理器,、電源、驅(qū)動(dòng)及各種模擬外設(shè)集成在一起,，最大化節(jié)省PCB尺寸，集成度非常高,，穩(wěn)定可靠,，既有單電阻方案、也有雙電阻方案,，是EFP(電動(dòng)燃油泵),、冷卻風(fēng)扇、暖通風(fēng)機(jī)等PMSM/BLDC電機(jī)應(yīng)用的絕佳選擇,。本方案主要特點(diǎn)如下：

1）支持12V電源輸入,，支持功率高達(dá)250W電機(jī)控制系統(tǒng),；

2）支持FOC控制，包括雙電阻采樣和單電阻采樣,；

3）可穩(wěn)定快速啟動(dòng),，從靜止到額定速度滿足嚴(yán)格的啟動(dòng)時(shí)間<150ms；

4）電流閉環(huán)I/F啟動(dòng)和初始位置檢測(cè)算法以保證成功啟動(dòng),；

5）燃油泵系統(tǒng)通過了電源電壓突變,、負(fù)載突變、速度指令跳變和溫升試驗(yàn),，可靠性高,；

6）支持多種診斷和保護(hù)，包括UV(欠壓),、OV(過壓),、OT(過溫)、OC(過流),、短路,、失速檢測(cè)等；

7）支持LIN/PWM的控制轉(zhuǎn)速,；

上圖是本方案的demo板,，本方案是為燃油泵量身打造，其中包含四大亮點(diǎn),，可以讓客戶快速完成開發(fā)驗(yàn)證,！

二、重要亮點(diǎn)詳細(xì)介紹

1. 亮點(diǎn)1：集成度高

本方案集成度較高,，主要原因是S12ZVM系列產(chǎn)品集成度較高,，上圖是S12ZVM芯片資源框圖，將16bit S12Z內(nèi)核與高電壓模擬組件集成在一顆芯片上,，包括一個(gè)電源穩(wěn)壓器LDO,、電荷泵、高低邊驅(qū)動(dòng),、運(yùn)放和LIN的物理層等,。MCU主頻最高可到100MHz、總線速率最高可達(dá)50MHz,，耐壓高達(dá)40V,，用戶能夠?qū)⒏唠妷盒盘?hào)和電源直接連接到MCU上。Flash 容量從16KB到256KB,，整個(gè)EEPROM,、Flash、RAM都有帶ECC校驗(yàn)和保護(hù),，可以做到功能安全I(xiàn)SO26262,，環(huán)境溫度可達(dá)150℃(Grade 0),，結(jié)溫可達(dá)175℃。

基于S12ZVM的特性,，可以將PCB控制在較小的尺寸內(nèi),！

2. 亮點(diǎn)2：保護(hù)機(jī)制充足

失速檢測(cè)

擁有專利US20170126153A1來檢測(cè)失速情況，該專利采用BEMF一致性檢測(cè)方法來檢測(cè),，主要原理是檢查兩個(gè)BEMF的一致性,。如果觀測(cè)器輸出Eq與電機(jī)轉(zhuǎn)速不成線性關(guān)系，說明觀測(cè)器工作不正常,，表明電機(jī)處于失速狀態(tài),。

OC, OV, UV, OT保護(hù)

l 過流保護(hù)，有兩種檢測(cè)方法,，一種是使用GDU的比較器生成OC事件;另一種方法是通過軟件檢查,；

l 電壓檢測(cè)，如果電源超出正常范圍,，GDU會(huì)產(chǎn)生OV和UV事件,；

l 過溫檢測(cè)，芯片內(nèi)部有溫度傳感器可對(duì)S12ZVM進(jìn)行溫度采樣,。它可以有效監(jiān)控ECU的溫度,，當(dāng)溫度過高時(shí)觸發(fā)OT事件。

3. 亮點(diǎn)3：?jiǎn)?dòng)方式快速,、可靠

電流閉環(huán)的I-F啟動(dòng)（一種過渡到q軸的d軸啟動(dòng)方法）和初始位置檢測(cè)（IPD）算法確保啟動(dòng)的穩(wěn)定性,。

經(jīng)測(cè)試，S12ZVM-EFP demo啟動(dòng)高達(dá)8000 rpm,，時(shí)間為107.6 ms,，滿足燃油泵的核心難點(diǎn)需求！

4. 亮點(diǎn)4：軟件編寫方式靈活,、簡(jiǎn)單

軟件框架如上圖所示,，最底層是硬件驅(qū)動(dòng)層，其次是LLD和中間件,，其中包括關(guān)鍵的電機(jī)控制外圍驅(qū)動(dòng),，如CPMU、ADC,、GDU,、PMF和PTU。最上層是應(yīng)用軟件,，包括用戶APP、通信棧(LIN和PWM)和電機(jī)控制,。用戶可以在應(yīng)用程序?qū)又刑砑幼约旱拇a,，通過使用電機(jī)控制API來驅(qū)動(dòng)油泵或其他BLDC/PMSM