不管是酷暑還是寒冬，車載空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)都是駕乘者的“舒適防線”。但你是否遇到過：空調(diào)噪音突然變大，像有只蜜蜂在耳邊盤旋；明明溫度調(diào)得適中，車輛續(xù)航里程卻悄悄“縮水”？

這些其實都指向了HVAC系統(tǒng)背后共同的技術痛點——電機控制效率、系統(tǒng)可靠性與整體功耗的平衡難題。為此，東芝推出了一系列針對車載HVAC的解決方案，悄然化解這些行業(yè)難題。

車載HVAC解決方案系統(tǒng)框圖

如何讓直流無刷電機既安靜又省電？

直流無刷電機（BLDC）是HVAC系統(tǒng)中核心部件的動力來源，其驅(qū)動電路的好壞直接關系到風量、噪音與能耗。東芝方案的核心在于精細化控制與高效能器件的完美結(jié)合。

用于HVAC的3相直流無刷電機驅(qū)動電路示例

“強壯而小巧”的功率開關：采用U-MOS系列MOSFET，如40V的XPN3R804NC與100V的XPN1300ANC。其極低的導通電阻意味著熱量損耗更少，效率更高；同時又體積小巧，符合AEC-Q101車規(guī)認證，能讓系統(tǒng)設計得更緊湊、更可靠。

“智慧”的預驅(qū)動器：TB9080FG是一款專為鼓風機設計的直流無刷電機預驅(qū)動器。其兩大“絕活”徹底改善了用戶體驗：正弦波電流驅(qū)動讓電機運行如絲綢般平滑，從根本上降低了惱人的電磁噪音；自動前導角控制功能能根據(jù)電機實時狀態(tài)自動調(diào)整驅(qū)動相位，始終讓電機處于高效工作區(qū)間，節(jié)省寶貴電能。

“精準助力”的柵極驅(qū)動器：對于風扇、風門等小型電機，TPD7211F半橋柵極驅(qū)動器是理想選擇。它能提供穩(wěn)定的驅(qū)動電流，確保電機快速響應，小型化封裝還為電路板節(jié)省了寶貴空間。

如何精準可靠控制直流有刷電機？

在HVAC系統(tǒng)中，用于控制風門、導風板等的往往是更簡單的直流有刷電機，驅(qū)動關鍵在于可靠性與多通道控制能力。東芝為此提供了高度集成的H橋驅(qū)動方案。

用于HVAC的直流有刷電機驅(qū)動電路示例

電機驅(qū)動器“多面手”：TB9101FNG是一款雙通道H橋驅(qū)動器，專為汽車環(huán)境設計。它可以直接驅(qū)動兩個小型直流有刷電機，實現(xiàn)前進、后退、停止、剎車四種狀態(tài)。控制接口簡單（TTL電平），可直接與MCU連接，大大簡化了系統(tǒng)設計。它還內(nèi)置待機模式和多種異常檢測功能，安全又省心。TB9102FNG為同系列車載專用H橋電機驅(qū)動器，可適配多區(qū)空調(diào)系統(tǒng)的電機驅(qū)動需求。

步進電機怎樣做到運行平穩(wěn)又安靜？

步進電機常用于需要精確定位的HVAC風門控制，其運行時的平滑度和噪聲水平直接影響“高級感”。東芝的步進電機驅(qū)動方案致力于實現(xiàn)超靜音、高細分的控制。

用于HVAC的步進電機驅(qū)動電路示例

“細膩”的步進電機驅(qū)動器：TB9120AFTG是一款恒流型2相雙極步進電機驅(qū)動器，支持從全步進到1/32微步進的可選激勵模式，極大提升運行平滑度，顯著降低可聞的電機噪音和振動。它采用時鐘輸入接口，無需MCU復雜的軟件算法即可實現(xiàn)精細控制，同時其符合AEC-Q100標準的封裝也確保了車載可靠性。

如何保障整個HVAC系統(tǒng)電源安全與穩(wěn)定？

12V電源線P溝道MOSFET開關控制

和反接保護電路示例

任何優(yōu)秀的控制系統(tǒng)都離不開一個安全可靠的電源前端。車載環(huán)境電源狀況復雜，反接、浪涌等風險不容忽視。東芝提供了一套完整的電源開關控制與保護電路方案。

“守門員”MOSFET：采用P溝道MOSFET（如XPN9R614MC）構建電源開關和反接保護電路，能有效防止因電源接反導致系統(tǒng)損壞。

“信號專家”與“保護衛(wèi)士”：通用小信號MOSFET（SSM3K7002KF）、雙極晶體管（2SA1832）和內(nèi)置偏置電阻的晶體管（RN1907FE）等，用于完成各種邏輯控制與信號調(diào)理。同時，為保護CAN總線等通信線路，還配備了TVS二極管（DF3D18FU），為系統(tǒng)提供靜電放電（ESD）保護。

貫穿系統(tǒng)的“能量心臟”：在上述所有電機驅(qū)動子系統(tǒng)中，為MCU提供穩(wěn)定、潔凈的電源都至關重要。東芝的TB9005FNG電源IC為此而生，具備低待機電流、多種系統(tǒng)復位功能（低壓復位、上電復位、看門狗定時器），并能通過外接晶體管提供大輸出電流，是確保整個控制系統(tǒng)大腦穩(wěn)定運行的可靠保障。

可靠“芯”方案定義舒適出行未來

東芝通過覆蓋驅(qū)動、控制與電源保護的全鏈條半導體方案，為車載HVAC系統(tǒng)提供了從高效靜音到堅如磐石的完整保障。這不僅是一組芯片，更是基于深厚系統(tǒng)理解與車規(guī)級可靠性的深度賦能，助力打造更安靜、節(jié)能、可靠的下一代座艙氣候系統(tǒng)，于方寸之間，精密掌控每一次出行體驗。

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