ZHCADK5 December 2023 MSPM0G3507
在现代社会中，汽车已经是人类最常用的交通工具。暖通空调 (HVAC) 是汽车不可或缺的重要组成部分，它使用加热或冷却功能将汽车的环境温度保持在舒适的范围内，从而改善乘客体验。
HVAC 系统的复杂性和自动化程度各不相同，具体取决于车辆类型。简单的 HVAC 使用物理旋钮和拨盘来控制环境温度和风速。复杂的 HVAC 通过多个传感器自动控制环境温度、湿度和空气质量，如图 1 所示。
图 1 更智能的 HVAC 控制面板HVAC 系统概述
HVAC 系统由鼓风机、压缩机、蒸发器、加热器、传感器、空气导管和空气阀组成。HVAC 系统的功能是交换空气，以及在交换空气时改变温度、湿度和空气质量。交换的空气来自鼓风机，由空气阀控制，以便从汽车内部或外部抽取空气。鼓风机将空气送至蒸发器以降低温度，并将空气送至加热器以升高温度。
在传统的内燃机 (ICE) 车辆中，热源来自 ICE。空气导管和空气阀用于控制低温和高温空气的比例，从而控制送入车内的空气的温度，进而控制车内的环境温度。在混合动力电动汽车 (HEV) 和电动汽车 (EV) 中，系统中有内部 PTC 加热器模块用于加热空气。图 2 展示了混合动力汽车/电动汽车中的加热和冷却系统。
图 2 混合动力汽车/电动汽车中的加热和冷却系统HVAC 风扇控制模块
HVAC 风扇控制分布在 HVAC 系统中的多个传动器之间。在鼓风机中，需要通过控制风扇速度来控制 HVAC 系统的进气量。在蒸发器中，需要使用风扇产生额外的气流，以协助完成空气和蒸发器冷芯之间的热交换。汽车 HVAC 风扇控制模块设计需要：
- 降低 EMI，以优化系统性能。
- 可扩展电源和通信接口。
- 全面诊断，识别故障和用于保护。
- 高速，更宽的速度范围、高扭矩和低噪声
图 3 展示了汽车 HVAC 风扇控制模块的基本系统方框图。
图 3 HVAC 风扇控制模块系统方框图TI 的可扩展 MSPM0 MCU 产品系列采用 Arm® Cortex® -M0+ 内核，最大 CPU 速度为 80MHz，引脚对引脚兼容的产品系列涵盖 4KB 至 512KB 的闪存存储器，具有可选的模拟集成、多个计时器资源以及适用于汽车应用的 LIN 和 CAN-FD 接口。这为 HVAC 风扇控制模块设计提供了低功耗、高性能设计。图 4 展示了一个示例。
图 4 MSPM0 平台特点和优势适用于 HVAC 风扇控制模块的 MSPM0 设计
图 5 展示了基于 MSPM0G350x 的 HVAC 风扇控制设计的建议方框图。
图 5 用于 HVAC 风扇控制的 MSPM0 平台方框图MSPM0G350x 在以下应用中的主要特性：
- 具有更高数据处理能力的数学加速器（除法、三角函数、平方函数）
- 适用于具有死区支持的互补 PWM 的高级计时器
- 具有 11.2 ENOB 和 4Msps 采样率的双通道 12 位 SAR ADC
- 内部使用的 8 位 DAC 和 1Msps 12 位缓冲 DAC
- 两个片上零漂移斩波运算放大器 (OPA) 和一个通用放大器
- 三个用于保护的高速比较器
- LIN 或 CAN-FD 接口
资源
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- MSPM0 概述页面
- MSPM0 Academy
- MSPM0 LaunchPad 开发套件和资源：
- LP-MSPM0L1306 LaunchPad 开发套件
- 德州仪器 (TI)，MSPM0 L 系列 MCU 硬件开发指南 应用手册。
- LP-MSPM0G 1507 LaunchPad 开发套件
- 德州仪器 (TI)，MSPM0 G 系列 MCU 硬件开发指南 应用手册。