基于TLE6210和L9349設計的ABS驅(qū)動電路

　　ABS作為如今汽車上必備的安全電子設備，其功能越來越受到人們的重視。ABS系統(tǒng)通過電磁閥和回油泵來完成對制動器中輪缸壓力的精細調(diào)節(jié)，以防止過度制動使車輪抱死。由于ABS工作環(huán)境十分惡劣，為保證電磁閥和電機響應的高效性和可靠性，除了與執(zhí)行機構(gòu)本身的參數(shù)相關外，對驅(qū)動電路的設計也直接決定了驅(qū)動的品質(zhì)。

　　當今汽車電子市場異?；馃幔偁幨旨ち摇８鞔蠹尚酒?，如ST，F(xiàn)reescale，Infineon均設計ABS的專用集成芯片，提出了自己的ABS解決方案。該芯片就像一個黑匣子，方便了電路的設計過程，并且由于其高度集成性，使電路更簡明，可靠性更高，代表了未來電路設計的方向。

　　1ABS驅(qū)動電路的集成化方案

　　ABS驅(qū)動電路的集成化方案如圖1所示，選用TLE6210作直流電機和電磁閥總開關的高端驅(qū)動，選用L9349作為8個電磁閥(4進4出)的低端驅(qū)動。

ABS控制器通過PWM控制，改變電磁閥線圈的電流通斷和頻率通斷，以實現(xiàn)車輪制動的輪缸增壓、保壓和減壓操作；當電磁閥ABS減壓閥打開進行減壓時，回油泵能使輪缸中的制動液返回制動主缸，以便在下個控制周期中使用；電磁閥的高邊總開關用來控制電磁閥的供電電路，若ABS系統(tǒng)發(fā)生故障，斷開電源使下面掛的8個電磁閥都不動作，恢復常規(guī)電磁閥高邊總開關的輸出引腳為VR，當ABS系統(tǒng)上電復位或看門狗給出控制信號，輸出腳即切換到ON狀態(tài)，這樣符合ABS實際工作的邏輯，也保證了當ABS系統(tǒng)發(fā)生故障時，可迅速地退出對電磁閥的控制，恢復到常規(guī)制動。芯片的MRA腳為控制信號輸入端，輸出引腳MR驅(qū)動直流電機。當MCU的I／O口給MRA腳一高電平時，外接的MOSFET導通，直流電機實現(xiàn)回油功能。由于電磁閥和電機為感性負載，還需要外接反向續(xù)流二極管。芯片的驅(qū)動部分具有過溫保護，過流保護和短路保護，當出現(xiàn)上述故障情況時，能自動關閉芯片，故有很強的自保護特性。



　　基于TLE6210芯片的高度集成化方案，不僅能大大簡化電機驅(qū)動電路和電磁閥前驅(qū)電路，還能使整個控制器所需分立芯片數(shù)大為減少，PCB板體積也更小，降低了成本，增強了控制器的可靠性

2基于L9349的電磁閥驅(qū)動

　　經(jīng)實驗測得，一般ABS壓力調(diào)節(jié)器的4個常開進油電磁閥的最大起動電流約為3．6A；4個常閉出油電磁閥最大起動電流約為2．4A。而L9349的工作電壓4．5～32V，兩路通道內(nèi)阻O．2Ω，最大負載電流3A；另兩路內(nèi)阻0．3Ω，最大負載電流5A，恰好能滿足ABS常開和常閉電磁閥的驅(qū)動電流要求，而且較低的導通內(nèi)阻又能保證低功耗，因此L9349非常適合進行ABS電磁閥的驅(qū)動控制。電磁閥驅(qū)動電路原理圖見圖3。



在圖3中，每片L9349能驅(qū)動4個電磁閥工作，屬于典型的低端驅(qū)動。通過Vs端口給芯片提供12V供電電壓；當給輸入端IN1～IN4PWM控制信號，就能方便地控制輸出端以驅(qū)動4路電磁閥工作，OUT1和OUT2端口的最大驅(qū)動能力為5A，應該連接ABS的常閉電磁閥；OUT3和OUT4端口最大驅(qū)動能力為3A，應連接ABS常開電磁閥，不可接反；EN端口為使能端，能通過MCU快速關閉芯片；L9349的數(shù)字地和模擬地分開，提高了驅(qū)動模塊的抗干擾

ABS作為如今汽車上必備的安全電子設備，其功能越來越受到人們的重視。ABS系統(tǒng)通過電磁閥和回油泵來完成對制動器中輪缸壓力的精細調(diào)節(jié)，以防止過度制動使車輪抱死。由于ABS工作環(huán)境十分惡劣，為保證電磁閥和電機響應的高效性和可靠性，除了與執(zhí)行機構(gòu)本身的參數(shù)相關外，對驅(qū)動電路的設計也直接決定了驅(qū)動的品質(zhì)。

　　當今汽車電子市場異常火熱，競爭十分激烈。各大集成芯片公司，如ST，F(xiàn)reescale，Infineon均設計ABS的專用集成芯片，提出了自己的ABS解決方案。該芯片就像一個黑匣子，方便了電路的設計過程，并且由于其高度集成性，使電路更簡明，可靠性更高，代表了未來電路設計的方向。

　　1ABS驅(qū)動電路的集成化方案

　　ABS驅(qū)動電路的集成化方案如圖1所示，選用TLE6210作直流電機和電磁閥總開關的高端驅(qū)動，選用L9349作為8個電磁閥(4進4出)的低端驅(qū)動。

ABS控制器通過PWM控制，改變電磁閥線圈的電流通斷和頻率通斷，以實現(xiàn)車輪制動的輪缸增壓、保壓和減壓操作；當電磁閥ABS減壓閥打開進行減壓時，回油泵能使輪缸中的制動液返回制動主缸，以便在下個控制周期中使用；電磁閥的高邊總開關用來控制電磁閥的供電電路，若ABS系統(tǒng)發(fā)生故障，斷開電源使下面掛的8個電磁閥都不動作，恢復常規(guī)電磁閥高邊總開關的輸出引腳為VR，當ABS系統(tǒng)上電復位或看門狗給出控制信號，輸出腳即切換到ON狀態(tài)，這樣符合ABS實際工作的邏輯，也保證了當ABS系統(tǒng)發(fā)生故障時，可迅速地退出對電磁閥的控制，恢復到常規(guī)制動。芯片的MRA腳為控制信號輸入端，輸出引腳MR驅(qū)動直流電機。當MCU的I／O口給MRA腳一高電平時，外接的MOSFET導通，直流電機實現(xiàn)回油功能。由于電磁閥和電機為感性負載，還需要外接反向續(xù)流二極管。芯片的驅(qū)動部分具有過溫保護，過流保護和短路保護，當出現(xiàn)上述故障情況時，能自動關閉芯片，故有很強的自保護特性。



　　基于TLE6210芯片的高度集成化方案，不僅能大大簡化電機驅(qū)動電路和電磁閥前驅(qū)電路，還能使整個控制器所需分立芯片數(shù)大為減少，PCB板體積也更小，降低了成本，增強了控制器的可靠性

2基于L9349的電磁閥驅(qū)動

　　經(jīng)實驗測得，一般ABS壓力調(diào)節(jié)器的4個常開進油電磁閥的最大起動電流約為3．6A；4個常閉出油電磁閥最大起動電流約為2．4A。而L9349的工作電壓4．5～32V，兩路通道內(nèi)阻O．2Ω，最大負載電流3A；另兩路內(nèi)阻0．3Ω，最大負載電流5A，恰好能滿足ABS常開和常閉電磁閥的驅(qū)動電流要求，而且較低的導通內(nèi)阻又能保證低功耗，因此L9349非常適合進行ABS電磁閥的驅(qū)動控制。電磁閥驅(qū)動電路原理圖見圖3。



在圖3中，每片L9349能驅(qū)動4個電磁閥工作，屬于典型的低端驅(qū)動。通過Vs端口給芯片提供12V供電電壓；當給輸入端IN1～IN4PWM控制信號，就能方便地控制輸出端以驅(qū)動4路電磁閥工作，OUT1和OUT2端口的最大驅(qū)動能力為5A，應該連接ABS的常閉電磁閥；OUT3和OUT4端口最大驅(qū)動能力為3A，應連接ABS常開電磁閥，不可接反；EN端口為使能端，能通過MCU快速關閉芯片；L9349的數(shù)字地和模擬地分開，提高了驅(qū)動模塊的抗干擾力

D1～D4是故障診斷引腳，必須外接上拉電阻才能使用，電路正常工作時，該引腳為邏輯高電平，若有故障發(fā)生，即會自動置為邏輯低電平。通過對各獨立通道的輸入控制端和狀態(tài)反饋端進行邏輯組合，可實時識別出輸出端的工作狀態(tài)，并立即做出相應的措施，包括退出ABS功能，點亮故障顯示燈，傳輸故障碼。功能真值表見表1。



　　3結(jié)語

　　當前在ABS設計中普遍采用的電磁閥驅(qū)動電路設計均以功率MOSFET為主，輔之以保護回路，隔離措施等以保證其可靠性，還要設計專門的自診斷回路以進行故障檢測。雖然在具體電路的設計上分立方案有一定的靈活性，但成本和PCB空間的耗費較高；本方案采用ABS專用集成芯片TLE621O和L9349，集驅(qū)動和監(jiān)測功能于一身，應用于ABS系統(tǒng)中能降低功耗，便于故障檢測，提高可靠性，大大改善了整個系統(tǒng)的性能。