TLE8201在車門模塊中的應(yīng)用

TLE8201

　　TLE8201是一種用于車門模塊的高度集成功率ASSP(專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)。其中包括用于驅(qū)動(dòng)典型前車門應(yīng)用中負(fù)載所必需的功率級(jí)，這些負(fù)載包括中央門鎖、死鎖或后視鏡折疊、后視鏡定位、后視鏡加熱，以及5W或10W車燈或LED(如轉(zhuǎn)向信號(hào)燈、門控車室照明燈/安全警報(bào)燈或控制面板照明燈)等。

圖1 TLE8201方框圖

　　TLE8201具有符合汽車應(yīng)用安全規(guī)范的短路與超溫保護(hù)功能和完備的診斷功能。而電流感應(yīng)輸出則能提升系統(tǒng)的整體性能。

　　標(biāo)準(zhǔn)的SPI接口不但能減少微控制器I/O線路的長(zhǎng)度，而且還可靈活控制功率級(jí)，并提供完備的診斷功能。

　　TLE8201擁有兩個(gè)PWM輸入端，均為直接功率級(jí)控制輸入端，可增強(qiáng)PWM映射的靈活性。SPI寄存器中的信息定義將由PWM輸入端控制的功率級(jí)?？蓪?duì)PWM功能進(jìn)行配置，最多可支持八個(gè)功率晶體管。

　　該器件采用Power-SO封裝，配有一個(gè)大型散熱塊，因此具有良好的熱阻性能。引腳經(jīng)過優(yōu)化處理，可實(shí)現(xiàn)高效的PCB設(shè)計(jì)。TLE8201的應(yīng)用不但有利于節(jié)省PCB面積和節(jié)省成本，而且能增強(qiáng)系統(tǒng)質(zhì)量，并提高產(chǎn)量。

　　TLE8201應(yīng)用電路

　　圖2為車門控制模塊中的TLE8201應(yīng)用電路。

圖2 應(yīng)用電路

　　電源

　　TLE8201擁有兩個(gè)電源輸入端：所有功率驅(qū)動(dòng)器均與連接至汽車12V電源線的供電電壓Vs引腳相連。內(nèi)部邏輯電路部分則由一個(gè)獨(dú)立的5V Vcc電壓供電。這樣，即使Vs發(fā)生短時(shí)停電，也可確保存儲(chǔ)于邏輯電路中的信息不受影響。

　　TLE8201要求配備外部反極性保護(hù)，它配有一個(gè)電荷泵輸出端，用于連接外部n通道邏輯電平MOSFET。該保護(hù)電路的連接方法如圖2所示，柵極電壓由引腳GO提供。

　　通過把INH輸入設(shè)置為“低”，可將TLE8201置于低能耗模式。在休眠模式下，所有輸出晶體管均被關(guān)閉，SPI停止工作。在此模式下，總靜態(tài)電流的最大值僅為6μA(Vs和Vcc)。

　　SPI

　　SPI用于實(shí)現(xiàn)與控制單元的雙向通訊。當(dāng)通過CSN(chip-select-not)輸入(H至L)模式選擇芯片時(shí)，則會(huì)啟動(dòng)傳輸周期。16-位控制字通過DI串行數(shù)據(jù)輸入端讀取。狀態(tài)字則同步顯示于DO串行數(shù)據(jù)輸出端。同步通訊通過串行時(shí)鐘輸入端CLK實(shí)現(xiàn)。

　　如圖3所示，16位SPI框架由一個(gè)可尋址塊、一個(gè)地址獨(dú)立塊和一個(gè)2位地址構(gòu)成，包括兩個(gè)控制寄存器和兩個(gè)診斷寄存器。地址獨(dú)立輸入部分用于一般性設(shè)置，地址獨(dú)立輸出部分則用來標(biāo)記錯(cuò)誤和記錄溫度信息。

圖3 SPI結(jié)構(gòu)

　　PWM輸入

　　PWM-ing是TLE8201提供的一種非常靈活的功能?？赏ㄟ^兩種PWM模式配置對(duì)所需功率級(jí)進(jìn)行控制：將PWM1和PWM2引腳與微控制器的計(jì)時(shí)器通道相連，然后選擇所需HSsel位，以激活PWM功能。建議將PWM頻率設(shè)置為200 Hz以下，以最大限度地減少開關(guān)損耗導(dǎo)致的功率消耗。

　　電流感應(yīng)

　　ISO(感應(yīng)輸出)引腳提供與所選功率輸出端流向GND的輸出電流成比例的電流。輸出端選擇通過SPI實(shí)現(xiàn)。

　　而感應(yīng)電流則由外部感應(yīng)電阻器R43轉(zhuǎn)換成電壓，并送至A/D變流器輸入端。

　　輸出級(jí)

　　輸出1-6為半橋，輸出7-11則是高邊開關(guān)。閂鎖電機(jī)和后視鏡折疊電機(jī)均可連接至輸出1、輸出2和輸出3。輸出2是兩個(gè)電機(jī)電流之和。兩個(gè)后視鏡定位電機(jī)連接至輸出4、輸出5和輸出6。高邊驅(qū)動(dòng)器輸出7用于驅(qū)動(dòng)后視鏡加熱器。輸出8和輸出9用于驅(qū)動(dòng)5W車燈。輸出10可與輸出11相連，共同驅(qū)動(dòng)10W車燈。

　　閂鎖控制

　　啟動(dòng)

　　TLE 8201的輸出1和輸出2均與閂鎖電機(jī)相連。車門控制模塊中的微控制器通過SPI與TLE 8201進(jìn)行通訊。開啟電源后，門鎖狀態(tài)或者由車身控制模塊接收并傳送至車門控制模塊，或者由車門控制模塊通過LIN或CAN直接接收。車門或開關(guān)面板發(fā)出開關(guān)輸入請(qǐng)求，或者收到BCM發(fā)來的CAN/LIN消息時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)閂鎖電機(jī)。

　　圖4所示為閂鎖電機(jī)的啟動(dòng)波形。通道1是流過閂鎖電機(jī)的電流。通道2和3為TLE 8201中輸出1和輸出2的電壓輸出。未采用PWM軟啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)突波電流可能達(dá)到2A。啟動(dòng)后，電流會(huì)下降至0.8A左右。閂鎖完全閉合或打開時(shí)，若發(fā)生電機(jī)堵轉(zhuǎn)，則可執(zhí)行閂鎖電機(jī)自動(dòng)停機(jī)。檢測(cè)電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)，可通過TLE 8201的ISO輸出端來測(cè)量電機(jī)電流;該輸出端與接地感應(yīng)電阻器R43相連，并通過保護(hù)電阻器R42與MCU模擬輸入端相連。

　　塊檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算方法如下：

　　KILIS12 = 2000，R43 = 910ohm，根據(jù)波形可知，最小塊電流為IOUT = 2.5A;然后，即可計(jì)算出塊檢測(cè)電壓：