汽車已然走進千家萬戶，

人們對車輛的要求也不止于性能。

舒適的座椅會讓駕駛員減輕疲勞，

保持愉悅的心情讓駕車更為暢快。

如今，ADAS逐漸成為熱門技術，

但你又是否知曉？

造就現代電動座椅的又一重要技術是什么？

TI 帶你深入解析！

首批電動座椅幾乎都有一個或兩個電動調整裝置：主要是向前/向后調整裝置和傾斜的靠背。事實上，早期的汽車座椅根本無法調整；福特T型車看上去像固定沙發，車速慢時足夠舒服，但在性能和安全方面的設計卻相對比較簡單。

如今，座椅已成為汽車中一項復雜的子系統。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平臺，可以阻止向下的重力、縱向加速度和側向（轉向）力。

此外，現代電動座椅可在各個方面進行調整，例如：與方向盤的距離、座椅高度、座椅的傾斜度、腰靠，對于這些我們可以進行不同程度的調整以提升駕駛員的駕乘體驗，我們還可以通過提供加熱坐墊或冷卻坐墊以及具有按摩功能的靠背來提升座椅舒適度。如果駕駛員開車時偏離軌道或感覺昏昏欲睡，座椅甚至能使音響系統發出隆隆的節拍聲或搖晃駕駛員。現代座椅還會根據所測的體重來設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。

電機使一切座椅調整功能都具有可能性。大多數座椅采用旋轉式的有刷直流(BDC)電機，但部分應用卻開發出具有電子整流無刷直流(BLDC)電機，這可以減少電機重量并消除電刷的磨損和噪音。

座椅驅動電機

改變座椅位置的各種電機有不同之處，但也存在許多共同之處。通常需要雙向調整座椅位置，這意味著驅動電子器件可以使電機電壓進行雙向轉換（從正向轉為反向或從反向轉為正向），從而確保座椅具有雙向調整功能，因此，這也就意味著電路中需要一組全橋（H橋）配置的開關（繼電器或晶體管），如圖1所示。與單向運動的電機，如座椅風扇電機等相比，這種配置的電機采用更簡單的驅動電路，如半H橋或高邊驅動器等。

圖1：具有H橋配置的晶體管可以確保電機雙向旋轉

機械齒輪系可以將高速、低扭矩的BDS電機旋轉運動轉換成高扭矩、低速的座椅調整運動。即使可以借助機械齒輪的優勢，但有人坐的座椅必須通電才能進行調整，這就意味著需要給電機通電，使其有幾安培的電流通過。目前大多數設計師都在使用笨重的汽車繼電器或低RDS(ON)金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFETs)這兩種電子驅動器件來作為全橋開關裝置。

一個柵極驅動器通常能驅動四個N通道FET，可以使高邊開關產生電壓電平偏移。柵極驅動器通常還可以確保同一側的高FET和低FET不同步，從而防止電源接地產生短路（或擊穿電流）現象。

簡化座椅電機驅動器電子器件

由于座椅包含多種電機，有時可能有必要通過共享的開關MOSFET來簡化驅動電子器件。圖2展示能驅動兩個電機的三個共享半橋。一般來說，N+1個半橋電路能驅動N個獨立的BDS電機。

TI的兩軸汽車電動座椅有刷直流電機驅動參考設計顯示了單個三通道柵極驅動器芯片如何控制兩個座椅電機。當然，由于電機運動方向組合的限制性需要使用更復雜的電子器件，例如共享電路的脈沖寬度調制(PWM)等，您可能需要在設計時考慮多個電機是否同步運行。正如設計指南中討論的，共享電路的概念可以拓展至兩個芯片控制五軸，等等。

圖2：電機間共享MOSFET可以簡化座椅電機驅動器電子器件

總而言之，未來的座椅設計將會涉及到更多的電機、驅動電子器件，并將繼續從繼電器轉而使用MOSFET，座椅也將繼續集成更多的功能。借助每次新設計，可以讓座椅變得更智能、更安全、更舒適。