【应用】隔离方式的汽车无刷转向助力(EPS)方案除电机以外的主要器件推荐

汽车电动式助力转向系统(EPS)是由电动机提供动力的新型汽车转向助力系统。一般由扭矩传感器，电控单元（微处理器），电动机与电磁离合器，减速器等组成 ，它通过电子控制装置，使转向助力电机产生所需的辅助助力，达到操纵稳定、转向轻巧、行使安全的目的，进而使驾驶员行车有良好的舒适感。方向盘转轴的扭矩检测和对助力电机的控制在EPS系统设计中至关重要。

本方案提供了EPS除电机以外的主要电子器件，如TT Electronics的扭矩传感器、RENESAS的32位MCU RH850/P1x，产品均满足汽车电子的可靠性要求。

图1.EPS控制系统

如图1所示，EPS系统通过微电脑控制单元（MCU）根据转向传感装置和车速传感器传出的信号，确定转向助力的大小和方向，并驱动电机辅助转向操作。系统的重点是MCU，转向传感和电机的驱动控制，以及其他电源，防噪隔离等辅助部件。

RENESAS集成电机控制IP的32位MCU RH850/P1x，拥有40nm工艺，高性能的锁步式CPU，双核技术为系统的可靠性提供最优化的解决方案，满足ASIL-D等级，符合安全性设计；此外，电机控制IP解决了助力电机控制设计的问题。两个独立的12 bit ADC，可实现对EPS各状态信号的实时监控。

TT Electronics专业用于汽车EPS的扭矩传感器SX-42xx、SX-43xx、SX-44xx， 易安装，模拟输出兼容性好，生命周期信号无退化。有接触/非接触可选，匹配各型号转轴连接器， 解决了单个传感器可靠安装的难题；扭矩灵敏度± 5°到± 8°，角度信号精度达± 3%，扭矩线性度达± 3%，位置角度360°到± 900°。可以根据转轴连接器的型号，选择匹配扭矩传感器的具体型号，可提供SX-42xx/SX-43xx/SX-44xx各具体型号匹配的转轴连接器型号表，方便客户选型。

SILICON LABS的隔离驱动电路SI823X产品系列，输出0.5-4A的驱动能力，隔离电压达5kv，可编程死区控制，工作温度–40 to+125 °C，AEC-Q100 认证，非常适合汽车马达控制。低成本，世强有供货保证。Silicon Labs隔离放大器Si8920内置放大，隔离功能，低噪声 0.10 mVrms/100KHz， 增益误差 <0.5%；工作温度–40 to 125 °C，符合AEC-Q100。

SHINDENGEN的6管集成MOSFET模块MG003A，耐压40V ，内阻1.6mΩ，电流可达100A以上，热阻0.92℃/W，散热效果好,专用于汽车EPS马达驱动。

ISABELLENHUTTE的高精度隔离采样电阻BVT系列功率可达6W，阻值最小可达0.3mΩ，电流最大可达100A；工作温度-55 to +170 °C，性能非常稳定。

方案中利用扭矩传感器信号经Si8920隔离放大，提供给电控单元为处理器RH850/P1x，同时根据车速信号，MCU提供电机驱动PWM信号经隔离驱动电路SI823X驱动SHINDENGEN的6管集成MOSFET模块MG003A，驱动电机。形成一个闭环控制系统。高精度隔离采样电阻BVT可用来对电机母线电流进行采样检测，经隔离放大器Si8920放大提供给电控单元，作为对电机驱动状态的监控。

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