汽車(chē)已然走進(jìn)千家萬(wàn)戶，

人們對(duì)車(chē)輛的要求也不止于性能。

舒適的座椅會(huì)讓駕駛員減輕疲勞，

保持愉悅的心情讓駕車(chē)更為暢快。

如今，ADAS逐漸成為熱門(mén)技術(shù)，

但你又是否知曉？

造就現(xiàn)代電動(dòng)座椅的又一重要技術(shù)是什么？

TI 帶你深入解析！

首批電動(dòng)座椅幾乎都有一個(gè)或兩個(gè)電動(dòng)調(diào)整裝置：主要是向前/向后調(diào)整裝置和傾斜的靠背。事實(shí)上，早期的汽車(chē)座椅根本無(wú)法調(diào)整；福特T型車(chē)看上去像固定沙發(fā)，車(chē)速慢時(shí)足夠舒服，但在性能和安全方面的設(shè)計(jì)卻相對(duì)比較簡(jiǎn)單。

如今，座椅已成為汽車(chē)中一項(xiàng)復(fù)雜的子系統(tǒng)。從支持駕駛員（或乘客）的角度而言，座椅不僅僅只是一把椅子，它還有更多的其它功能。座椅具有配備精確支撐裝置的人體工效學(xué)平臺(tái)，可以阻止向下的重力、縱向加速度和側(cè)向（轉(zhuǎn)向）力。

此外，現(xiàn)代電動(dòng)座椅可在各個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整，例如：與方向盤(pán)的距離、座椅高度、座椅的傾斜度、腰靠，對(duì)于這些我們可以進(jìn)行不同程度的調(diào)整以提升駕駛員的駕乘體驗(yàn)，我們還可以通過(guò)提供加熱坐墊或冷卻坐墊以及具有按摩功能的靠背來(lái)提升座椅舒適度。如果駕駛員開(kāi)車(chē)時(shí)偏離軌道或感覺(jué)昏昏欲睡，座椅甚至能使音響系統(tǒng)發(fā)出隆隆的節(jié)拍聲或搖晃駕駛員?，F(xiàn)代座椅還會(huì)根據(jù)所測(cè)的體重來(lái)設(shè)置氣囊并提供在碰撞事故中可以減少頸部受傷幾率的頭枕。

電機(jī)使一切座椅調(diào)整功能都具有可能性。大多數(shù)座椅采用旋轉(zhuǎn)式的有刷直流(BDC)電機(jī)，但部分應(yīng)用卻開(kāi)發(fā)出具有電子整流無(wú)刷直流(BLDC)電機(jī)，這可以減少電機(jī)重量并消除電刷的磨損和噪音。

座椅驅(qū)動(dòng)電機(jī)

改變座椅位置的各種電機(jī)有不同之處，但也存在許多共同之處。通常需要雙向調(diào)整座椅位置，這意味著驅(qū)動(dòng)電子器件可以使電機(jī)電壓進(jìn)行雙向轉(zhuǎn)換（從正向轉(zhuǎn)為反向或從反向轉(zhuǎn)為正向），從而確保座椅具有雙向調(diào)整功能，因此，這也就意味著電路中需要一組全橋（H橋）配置的開(kāi)關(guān)（繼電器或晶體管），如圖1所示。與單向運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，如座椅風(fēng)扇電機(jī)等相比，這種配置的電機(jī)采用更簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路，如半H橋或高邊驅(qū)動(dòng)器等。

圖1：具有H橋配置的晶體管可以確保電機(jī)雙向旋轉(zhuǎn)

機(jī)械齒輪系可以將高速、低扭矩的BDS電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成高扭矩、低速的座椅調(diào)整運(yùn)動(dòng)。即使可以借助機(jī)械齒輪的優(yōu)勢(shì)，但有人坐的座椅必須通電才能進(jìn)行調(diào)整，這就意味著需要給電機(jī)通電，使其有幾安培的電流通過(guò)。目前大多數(shù)設(shè)計(jì)師都在使用笨重的汽車(chē)?yán)^電器或低RDS(ON)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFETs)這兩種電子驅(qū)動(dòng)器件來(lái)作為全橋開(kāi)關(guān)裝置。

一個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器通常能驅(qū)動(dòng)四個(gè)N通道FET，可以使高邊開(kāi)關(guān)產(chǎn)生電壓電平偏移。柵極驅(qū)動(dòng)器通常還可以確保同一側(cè)的高FET和低FET不同步，從而防止電源接地產(chǎn)生短路（或擊穿電流）現(xiàn)象。

簡(jiǎn)化座椅電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電子器件

由于座椅包含多種電機(jī)，有時(shí)可能有必要通過(guò)共享的開(kāi)關(guān)MOSFET來(lái)簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)電子器件。圖2展示能驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī)的三個(gè)共享半橋。一般來(lái)說(shuō)，N+1個(gè)半橋電路能驅(qū)動(dòng)N個(gè)獨(dú)立的BDS電機(jī)。

TI的兩軸汽車(chē)電動(dòng)座椅有刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)參考設(shè)計(jì)顯示了單個(gè)三通道柵極驅(qū)動(dòng)器芯片如何控制兩個(gè)座椅電機(jī)。當(dāng)然，由于電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向組合的限制性需要使用更復(fù)雜的電子器件，例如共享電路的脈沖寬度調(diào)制(PWM)等，您可能需要在設(shè)計(jì)時(shí)考慮多個(gè)電機(jī)是否同步運(yùn)行。正如設(shè)計(jì)指南中討論的，共享電路的概念可以拓展至兩個(gè)芯片控制五軸，等等。

圖2：電機(jī)間共享MOSFET可以簡(jiǎn)化座椅電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電子器件

總而言之，未來(lái)的座椅設(shè)計(jì)將會(huì)涉及到更多的電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電子器件，并將繼續(xù)從繼電器轉(zhuǎn)而使用MOSFET，座椅也將繼續(xù)集成更多的功能。借助每次新設(shè)計(jì)，可以讓座椅變得更智能、更安全、更舒適。