汽車安全氣囊結構技術設計

　　從1952年安全氣囊概念的提出到1980年真正將安全氣囊應用在汽車上，在當時科技力量還不那么發(fā)達的時代，經過了28年風雨漫長的烘焙…安全氣囊的應用大大降低了事故的傷害程度，提高了汽車的被動安全性，到如今已成了汽車的標配，成了一臺汽車具備安全系數的最重要的標志。

　　這么一個重要的安全設備，而如今危險也總在不經意間降臨，作為一個安全意思不斷提高的我們來說，都應該要知道安全氣囊，知道其控制單元，知道解決方法…

　　安全氣囊控制單元：

　　一、集成電源供應器

　　專為車載等安全應用中的微控制器供電，可將輸入電池電壓轉換為6V的前置穩(wěn)壓器輸出

　　TPS65381-Q1 - 用于安全關鍵型應用中的微處理器的多軌電源

　　可監(jiān)控所有穩(wěn)壓器輸出、電池電壓和內部電源軌上的欠壓和過壓情況。將獨立于主帶隙基準之外的第二帶隙基準用于欠壓和過壓監(jiān)控，以避免主帶隙基準內的任何漂移沒有被檢測到。此外，還可執(zhí)行穩(wěn)壓器電流限制和過熱保護…在車載安全系統(tǒng)中具有廣泛的應用…

　　優(yōu)勢及特色：

　　1.可在檢測到任何系統(tǒng)故障時禁用安全路徑或外部功率級的使能輸出

　　2.使能驅動輸出，可在檢測到任何系統(tǒng)故障時禁用安全處理路徑或外部功率級

　　3.包含一個具有接地短路和電池短路保護功能的傳感器電源，能夠為電子控制單元（ECU）外部的傳感器供電

　　二、安全MCU

　　作為汽車級微控制器，承載著整個系統(tǒng)中心軸的地位

　　① TMS570LS0332 -16/32 位 RISC 閃存微處理器

　　一款高性能的汽車級微控制器系列的安全系統(tǒng)。安全架構包括步調一致的雙CPU，CPU和內存內建自測試（BIST）邏輯，ECC雙閃存和數據SRAM，奇偶校驗，并帶外圍I / O回送功能，同時集成了ARM Cortex-R4 CPU，其提供了一個高效的1.66 DMIPS/ MHz，能夠運行多達80MHz，提供高達132 DMIPS的性能…

　　優(yōu)勢和特點：

　　1.內置自測試CPU和片上RAM、電壓和時鐘監(jiān)控

　　2.具有384KB和256KB的內置閃存（分別）和32 KB的數據RAM，帶有單比特糾錯和雙位錯誤檢測

　　3.閃存是一個64KB的數據總線接口實現的非易失性，電可擦除和可編程存儲器，工作在3.3 V電源輸入（同一級別的I / O電源）的所有讀取，編程和擦除操作

　?、?TMS470MF03107- 16/32 位 RISC 閃存微處理器

　　汽車級16/32位精簡指令集計算機（RISC）微控制器系列。利用高效率的 Cortex®-M3 16/32位RISC中央處理單元（CPU）提供了高性能，由此實現了很高的指令吞吐量并保持了更加出色的代碼效率…

　　三、爆管驅動器

　　由MCU通過SPI控制爆管驅動器（2通道、4通道、8通道）

　　2通道爆管驅動器

　　TPIC71002-Q1- 汽車類兩通道爆管驅動器

　　一款適用于汽車應用氣囊部署的雙通道爆管驅動器。 每個通道包括高側與低側開關，所提供的獨立控制邏輯可防止不慎部署。 高側與低側開關都支持內部電流限制與過溫保護，為了避免能耗過大，每通道最大工作 ON 時間由可編程點火定時器限定。 此外，還可使用電流限制寄存器在部署時通過開關對最大電流進行編程…在氣囊爆管驅動器中絕對應用…

　　優(yōu)勢和特點：

　　1.兩個邏輯輸入可為啟用/禁用部署提供獨立安全邏輯、兩個獨立熱保護高側驅動器，可向每個爆管負載源出部署或診斷電流級

　　2.每個部署環(huán)路采用寄存器設置單個點火電流定時器限制、點火電流定時器可監(jiān)控每個部署環(huán)路部署時間的點火電流

　　3.外部引腳連接至微處理器 ADC 電源時，可實現比例爆管電阻測量

　　4通道爆管驅動器

　　TPIC71004-Q1-汽車類四通道爆管驅動器

　　一款適用于汽車應用氣囊部署的 4 通道爆管驅動器，其IC寄存器可用于4通道配置、控制與狀態(tài)監(jiān)控。為了避免不慎部署，高低側開關只有在采用適當配置排序、且部署控制器邏輯的多個輸入達到標準水平時才可打開。該寄存器采用串行通信接口編程。

　　優(yōu)勢和特點：

　　1.為了避免過高功耗，每通道最大接通時間由可編程點火定時器限定

　　2.延長部署時間會激活過溫保護電路并終止部署。 如果在部署時出現短路至接地的情況，這將啟動熱關閉保護機制來保護器件

　　3.爆管引腳使用外部鉗位器件，對于部署過程中動態(tài)短路接地造成的基板插入效應無需保護部署ASIC

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　　TPIC71008-Q1 - 汽車類八通道爆管驅動器

　　一款適用于汽車用氣囊部署的8通道爆管驅動器。該器件的診斷功能可監(jiān)控部署引腳電壓，這使得高側開關測試、低側開關測試、爆管電阻測量、爆管電池或接地漏電測量或者任何爆管通道的漏電測量，延長部署時間會激活過溫保護電路并終止部署…

　　優(yōu)勢和特點：

　　1.8個獨立的熱保護高側驅動器，可為每個爆管負載提供部署或診斷其電流水平

　　2.8個獨立的雪崩電壓及熱保護低側驅動器，可從每個爆管負載吸收部署或診斷其電流水平

　　3.爆管引腳使用的減震裝置并不需要保護ASIC不受由于動態(tài)短路或者接地而產生的基板插入效應所對其部署所帶來的影響

　　四、CAN收發(fā)器

　　SN65HVDA540-Q1-具有 I/O 電平轉換和電源優(yōu)化的汽車類 5V CAN 收發(fā)器

　　該器件設計和合格的汽車應用，并達到或超過了ISO11898高速CAN，提供了CAN收發(fā)器功能：差動發(fā)送能力，總線和差動接收能力，數據速率高達每秒1 Mbps。同時包含了許多保護功能，提供設備和CAN網絡的豐富性…

　　優(yōu)勢及特色：

　　1.ESD保護高達±12千伏（人體模型）的總線引腳

　　2. 高電磁兼容性（EMC）保護、欠壓保護VIO和VCC 及BUS故障保護-27 V ~40 V

　　3. TXD顯性狀態(tài)超時、RXD喚醒請求上鎖CAN總線鎖住，當無動力高總線輸入阻抗

　　五、撞擊傳感器

　　碰撞傳感器是檢測發(fā)生碰撞時汽車的減速度或慣性力，并將信號送到MCU，目前市場上盛行的碰撞傳感器主要有以下幾種：

　　●滾球式碰撞傳感器，日本的尼桑、馬自達多采用這種傳感器

　　●滾軸式碰撞傳感器，日本的豐田、本田、三菱多采用這種傳感器

　　●水銀開關式碰撞傳感器

　　●電阻應變計式碰撞傳感器

　　●壓電效應式碰撞傳感器

　　隨著科技的發(fā)展和人們對汽車安全重視程度的提高，汽車安全技術中的安全氣囊技術也發(fā)展得很快，智能化、多安全氣囊是今后整體安全氣囊系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。

　　新的技術可以更好地識別乘客類型，采取不同的保護措施。系統(tǒng)采用重量、紅外、超聲波等傳感器來判斷乘客與儀表板遠近、重量、身高等因素，進而在碰撞時判斷是否點爆氣囊、采用1級點火還是多級點火、點爆力有多大，并與安全帶形成總體控制。通過傳感器，氣囊系統(tǒng)還可以判斷出車輛當前經歷的碰撞形式，是正面碰撞還是角度碰撞，側面碰撞還是整車的翻滾運動，以便驅動車身不同位置的氣囊，形成對乘客的最佳保護…