三相无感全内置FT8215Q1汽车座椅风扇方案

 

 

汽车座椅通风功能逐步成为轿车、SUV、MPV、面包车、大型车等车型座椅的标准配置，通过整车的4~8个座椅风扇，调控最适宜的温度，可为用户带来更舒适的驾驶体验，而汽车座椅风扇的驱动控制方案是座椅通风功能得以实现和性能优化的关键所在。

汽车座椅风扇主要以blower风扇为主，座椅通风供风方式则分为 “向外吹风”和“向内吸风”，不管采用哪种方式，风扇整体的抗干扰、耐压、板框尺寸、调速功能、效率和噪音等问题都需要在设计时综合考虑，故对座椅风扇控制方案设计也提出了较高的要求。

 

峰岹推出FT8215Q1

汽车座椅通风方案

 

 

 

基于汽车座椅通风的产品需求和技术要点，峰岹推出FT8215Q1汽车座椅通风解决方案：FT8215Q1是峰岹ASIC产品系列中一款全集成、车规级IC，在三相无感直流无刷电机控制中这款芯片表现得尤为亮眼。FT8215Q1以卓越可靠的性能，确保了其在座椅通风系统中的平稳运行和高效性能，可为汽车制造商提供更加优异的解决方案。

 

汽车座椅通风方案的技术要求

 

1、宽工作电压范围运行、输出电流大

2、电机驱动芯片耐压能力强

3、风扇内置的PCB板框尺寸小

4、PWM调速支持更宽的频率范围

5、满足调速曲线和停机控制的特殊需求

6、抗干扰能力强

 

峰岹汽车座椅风扇方案特点

 

01

方案采用可靠稳定的控制芯片

峰岹汽车座椅风扇方案采用性能稳定可靠的ASIC芯片FT8215Q1，该芯片产品经专业机构测试和认证，符合AEC-Q100车规标准。

02

满足宽电压范围、大电流应用

汽车座椅通风方案的额定电压为13.5V，工作电压6.0V-18.0V，工作电流0.3A-0.8A；

FT8215Q1支持工作电压5.0V-20.0V，最大工作电流1A，满足汽车座椅风扇对宽电压、大电流应用的需求；

03

采用无感FOC控制算法

控制方案高效静音

A

可实现缓启动，启动过程顺滑平缓，无电流过冲

0%停机，100%全速，PWM正向调速，中间duty线性或者非线性调速；

0%不停机，100%全速，PWM正向调速；

B

采用无感FOC算法，驱动电机的三相电流波形正弦度高，无畸变

图：FT8215Q1方案相电流正弦无畸变

图：其他方案相电流波形有缺口

相较于市场上常见的开窗口正弦波（或者方波）驱动方案，FT8215Q1的无感FOC算法具备效率高，噪音低，电机转矩脉动小等特点，故整体方案性能更加优异。

 

04

符合汽车芯片严苛的耐压性能要求

由于发电机的内在特性，当较大的电气负载被关断时，容易产生电压脉冲，因此车用芯片的耐压性能有着严苛的要求；一般情况下，要求最大耐压值为27V，FT8215Q1的最大耐压值可达36V，超额满足车用芯片的耐压需求，且无需外置电路；

05

实现更小巧紧凑的控制器——

小封装全集成IC

芯片内置驱动MOS、高度集成电机控制所需部件，内含堵转、欠压、过压、缺相、限流、过流过温等保护功能，拥有PWM/Analog/Clock/I2C等多种调速方式、及正反转控制、FG输出等接口。

A

封装

FT8215Q1为QFN封装，24个引脚，长宽4x4mm；对比竞品A公司的芯片封装，FT8215Q1芯片封装尺寸更小，可更加灵活适用于不同的硬件设计方案。

B

PCBA方案板框占用空间小、更具有优势

06

PWM调速频率范围更宽

可支持100Hz

常规汽车座椅风扇方案中，存在两种调速方式：PWM调速和电力载波调速
 

A

PWM调速

PWM调速方案为三根导线，分别是VCC、GND和PWM，其中PWM接口用来控制风扇转速，且常规要求PWM调速频率使用100Hz。

B

电力载波调速

电力载波调速方案为两根导线，分别是VCC和GND。其中VCC是电力载波信号，高电平为12V，低电平为0V，常规要求频率为100Hz，如下图：

电力载波信号在原理上分成两路作为输入：一路输入到芯片VCC引脚，给芯片供电，另外一路经过电阻分压后输入至PWM引脚，以实现调速功能。

由此可见，在汽车座椅风扇方案中，以上两种调速方式对PWM频率均有100Hz的低频率要求，但目前市场上常规芯片调速频率范围窄，很难满足该方案对低调速频率的需求，而峰岹FT8215Q1可支持PWM调速频率范围为20Hz-100KHz，频率范围宽，可完全满足方案对调速频率的需求。

 

07

多种调速曲线控制

汽车座椅风扇，常见的调速曲线有以下几种：
 

A

正常PWM线性或多段调速

0%停机，100%全速，PWM正向调速，中间duty线性或者非线性调速；

0%不停机，100%全速，PWM正向调速；

B

反向PWM线性或多段调速

0%全速，100%停机，PWM反向调速，中间duty线性或者非线性调速；

0%全速，100%不停机，PWM反向调速；

C

PWM正向调速、两端停机

0%停机，94%全速，95%-100%停机，PWM正向调速，中间duty线性或者非线性调速。

D

PWM反向调速、两端停机

0%停机，5%全速，95%-100%停机，PWM反向调速，中间duty线性或者非线性调速；

 FT8215Q1支持多种调速曲线、线性或者多段曲线调速、PWM正向或者反向调速、一端停机或者两端停机等调速方式，FT8215Q1汽车座椅风扇方案可支持多种适配，满足不同车企对汽车座椅风扇的不同调速方案控制需求。

08

超强抗干扰能力，通过ISO7637-2、

ISO16750抛负载测试

汽车系统工作环境复杂，安全性能要求极高，故对座椅风扇整体的抗干扰能力要求严苛；

FT8215Q1汽车座椅风扇方案，已完全通过抛负载测试，其中ISO7637-2（1、2A、2B、3A、3B、4、5B）标准如下：

09

通过浪涌测试

A

测试标准

厂商要求测试标准：电压500V，时间50us

B

测试结果

正压500V 和负压500V，各测试5个脉冲，均可以通过 

正压500V，5个脉冲：
 

 

负压500V，5个脉冲：
 

10

调试便捷、功能健全、便于开发

A

调试工具&连接

FT8215Q1的调试工具为峰岹ASIC仿真器，其一端通过 USB线分别连接仿真器和电脑，另外一端通过排线连接FT8215Q1硬件板，即完成调试工具连接。

调试时先通过VCC和GND将FT8215Q1的硬件上电，再将FT8215Q1硬件的U、V、W接至风扇电机的3根相线，仿真器排线通过VDD5、SCL、SDA、GND和芯片的通信口连接， 即完成调试连接准备，随后可以在电脑端打开对应GUI展开功能调试。

B

上位机

FT8215Q1使用GUI调试，操作简单，易于上手。转速开环、闭环、电流环等多种控制模式可选择，限速、限流、虚拟FG、PWM调速等多种功能可设置。

峰岹专注于为汽车行业提供创新解决方案，FT8215Q1作为国内首家成熟量产的三相无感FOC超静音全集成方案，以其卓越性能和稳定运行确保汽车座椅通风系统的高效工作，目前已投入座椅风扇厂和汽车零部件厂广泛使用；

 

峰岹汽车座椅风扇控制方案不仅在控制芯片性能、控制算法、技术参数、功能多样性和行业标准测试等多个方面展现了出色的性能表现，同时方案调试便捷，功能齐全，便于开发，充分满足了广大汽车制造商的应用需求。该方案的成功应用为行业树立了新的标杆，为制造商提供了一流的解决方案，将助力汽车座椅通风技术的创新与升级。