大联大推出以旗芯微产品为核心的新能源汽车e-Compressor空压机方案

大联大控股宣布，其旗下世平推出以旗芯微（Flagchip）FC4150F512BS1P64T1A MCU为主，辅以恩智浦（NXP）SBC芯片MFS2300BMBA0EP、安森美（onsemi）IPM模块NFVA23512NP2T、PSR DC/DC NCV12711ADNR2G器件、圣邦微（SGMICRO）运算放大器SGM8557H-1AQ、纳芯微（NOVOSENSE）隔离器NSI8220W0、NSI1311和NSI1300D25、莫仕（Molex）连接器以及威世（Vishay）电阻器的新能源汽车e-Compressor空压机方案。

图示1-大联大世平以旗芯微产品为核心的新能源汽车e-Compressor空压机方案的展示板图

在全球“双碳”目标驱动下，新能源汽车产业正以年均超40%的增速重塑汽车工业格局。并且随着800V高压平台、热泵空调等技术的普及，作为汽车核心部件的空压机（e-Compressor）性能需求迅速攀升，其能效比与可靠性可能会直接影响整车的续航能力和驾乘体验。面对这一趋势，大联大世平推出以旗芯微FC4150F512BS1P64T1A MCU为主，搭载NXP SBC芯片MFS2300BMBA0EP、onsemi IPM模块NFVA23512NP2T、PSR DC/DC NCV12711ADNR2G器件、圣邦微运算放大器SGM8557H-1AQ、纳芯微隔离器NSI8220W0、NSI1311和NSI1300D25、Molex连接器以及Vishay电阻器的新能源汽车e-Compressor空压机方案。

图示2-大联大世平以旗芯微产品为核心的新能源汽车e-Compressor空压机方案的场景应用图

旗芯微FC4150F512BS1P64T1A是一款基于Arm Cortex-M4内核的32位微控制器，最高工作频率可达150MHz，内置高速存储器，具有丰富的I/O端口和外设，能够扩展多种功能。

在IPM模块设计方面，方案采用onsemi旗下NFVA23512NP2T芯片，其内置3个高速半桥高压栅极驱动电路，集成（1200V/35A）低损耗的IGBT管，内置高边自举二极管，最大支持20kHz的PWM，死区最小时间为2μs。并且器件还提供多个保护功能，包括欠电压锁定、过电流锁定、驱动与集成电路的温度监测和故障报告等，可为汽车电机带来高性能与高安全特性。

本方案的低压电源供电分为两路，在MCU电源部分，采用一颗带有功能安全的电源管理芯片——MFS2300BMBA0EP。该产品集成多路LDO输出和多种监控诊断功能，包括唤醒输入、看门狗、复位、中断，以及对电路诊断后的失效输出等，并且器件内置CAN、LIN模块，能够快速与其他模块进行交互。此外，MFS2300BMBA0EP与MCU通过SPI通信，在系统运行时，可提供潜在的故障监测报告，以增强安全特性。

IPM供电部分采用onsemi的NCV12711ADNR2G，它是一款固定频率峰值电流模式PWM控制器，适用于隔离式DC/DC拓扑结构。该器件在4V至45V范围内工作，无需辅助绕组，支持100kHz至1MHz的可编程频率调节，并内置斜率补偿避免次谐波震荡。另外，该控制器集成了软启动、欠压锁定（UVLO）及过功率保护（OPP）功能，可提升系统安全。

在隔离器的选型上，方案采用的NSI8220W0、NSI1311和NSI1300D25均为纳芯微旗下产品，其中，NSI8220W0用于传输PWM信号、反馈VFO、LDO_PG信号；NSI1311用于采样母线电压、IPM温度信号；NSI1300D25用于对IPM的底边管进行电流采样。

运算放大器部分，圣邦微旗下的车规级SGM8557H-1AQ可将电压、电流采样隔离器输出的差分信号转化为单端输出，从而供MCU ADC外设采样。

图示3-大联大世平以旗芯微产品为核心的新能源汽车e-Compressor空压机方案的方块图

在软件设计方面，方案采用世平Sensorless FOC双电阻采样的软件库架构，通过板载电位器给定速度命令使电机旋转。并且采用电流环加速度环的双环控制，使系统运作更加稳定。借助软硬件的优势，方案符合ASIL-B功能安全等级，可为新能源汽车提供全场景安全护航。

核心技术优势：

• MFS2300BMBA0EP（SBC）与FC4150F512BS1P64T1A（MCU）组合符合ASIL-B功能安全要求标准；
• SBC FCCU硬件监控MCU故障，同时Watchdog进行MCU存活监督，确保系统失效安全保护；
• 提供全功能的电机软硬故障保护、过流、过欠压、堵转、缺相、过温等；
• 提供软件demo算法、如高频注入、死区补偿、滑膜观测器、FOC等；
• 提供硬件参考设计，加快产品快速开发。

方案规格：

• 高压侧输入电压范围：460VDC~860VDC；
• 低压侧输入电压范围：8VDC~18VDC；
• MCU：ARM Cortex-M4 32-bit内核，主频高达150MHz，ASIL-B功能安全等级；
• 支持CAN、LIN通信；
• 支持2/3 Shunt R三相电流采样；
• 支持过压、过流、过温防护；
• 板载电位器支持速度调节；
• 具备LED指示灯&UART调试接口；
• 开发板尺寸：MCU板70mm×40mm，电机驱动板150mm×135mm。

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世平基于新能源电车e-Compressor空压机(Spark-800V)应用方案