NCV70522应用设计要点 - 汽车AFS的电机驱动方案及应用设计要点

　　NCV70522应用设计要点

　　我们以NCV70522为例，介绍这芯片在AFS应用中的设计要点。NCV70522的控制要素包括步幅模式、NXT输入及电机运转方向（DIR）控制等。

　　1） SLA信号特性

　　NCV70522包含速度及负载角（SLA）输出，配合创建停转检测算法及控制环路，以根据电机的反电动势（BEMF）来调节转矩和速度。

　　2） SPI寄存器

　　NCV70522采用标准4线SPI通信（CLK， CSB， DI， DO），包含3个8位控制（Control）寄存器（0， 1， 2）和4个8位状态（Status）寄存器（0， 1， 2， 3）。

　　3）复位

　　CLR引脚为低电平（0）时，器件在正常模式；CLR引脚为高电平（1）时，器件复位。复位号器件内部寄存器值被清除为初始化值。

　　4） 设置线圈输出电流

　　NCV70522提供多种输出电流模式，可以通过SPI来对寄存器CUR［4:0］设定来选择。更改后的电流会在下一个脉宽调制（PWM）周期更新。

　　5） 步幅设定

　　NCV70522提供从整步到32微步共7种中模式供选择，可以通过SPI对寄存器SM［2:0］来设定。

　　6） NXT控制

　　NXT信号用于控制电机的步幅（step）位置，根据电流表对应的Ix和Iy信息，进入下一步（step）。即使电机运转没有启用时，step位置一样被改变，只是Ix，Iy不输出。

　　7） 堵转检测

　　AFS应用中步进电机有时可能会堵转。一旦电机堵转，电子控制单元（ECU）将失去前照灯位置的跟踪信息并作出不恰当的反应，滋生极严重的安全问题，所以AFS应用中堵转检测是必不可少。

　　NCV70522微步步进电机驱动器透过SLA引脚提供BEMF输出，这表示它能实时进行停转检测计算，并根据不同条件来调节检测等级。具体而言，此BEMF电压在每个所谓的“线圈电流过零”期间采样。每个线圈在每个电气周期内存在2个零电流位置，因而每个电气周期共有4个过零观察点，故可以测量4次BEMF。如果4个“线圈电流过流点”中有2个SLA电平低于1.5 V，那么就处于堵转状态。我们需要连续2个以上的电气周期都认定为堵转才为真正堵转。

图7：NCV70522的堵转检测功能

　　总结：

　　自适应前照明系统（AFS）在智能汽车电子产品中应用越来越广泛，通过驱动步进电机来实时控制灯光角度调整，能有效地增加驾驶的安全性。安森美半导体针对AFS系统的步进电机开发了一系列驱动芯片，为客户的设计增强汽车的安全性。本文介绍了AFS特性、驱动IC以及方案设计要点，特别是步进电机驱动难点—堵转检测的剖析，帮助客户快速、准确地开发有效的AFS方案。

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