車(chē)用LIN控制交流發(fā)電機(jī)穩(wěn)壓器TC80310

在汽車(chē)使用過(guò)程中，經(jīng)常由于外界因素和內(nèi)部參數(shù)變化的影響而導(dǎo)致汽車(chē)速度不穩(wěn)定，影響汽車(chē)的運(yùn)行質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生不良后果。為此應(yīng)在汽車(chē)供電線(xiàn)路中安裝交流發(fā)電機(jī)穩(wěn)壓器，以改善和消除上述現(xiàn)象。TC80310是一款單片式交流發(fā)電機(jī)穩(wěn)壓器集成電路(IC)。能與本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(LIN)集成，為汽車(chē)交流發(fā)電機(jī)提供增強(qiáng)型控制功能。交流發(fā)電機(jī)制造商可以利用IC可編程這一特性控制電池調(diào)節(jié)電壓，以便在汽車(chē)的整個(gè)生命周期優(yōu)化整體性能和電池使用壽命。獨(dú)特的自啟動(dòng)工作模式可以使電機(jī)作為啟動(dòng)發(fā)電一體機(jī)，應(yīng)用在汽車(chē)啟停系統(tǒng)上。

1 芯片介紹

80310引腳功能及外圍電路如圖1所示。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。80310由B+A引腳提供電壓。這個(gè)電壓也是控制電路的反饋電壓。VP1和VP2是分別來(lái)自于PH1和PH2相信號(hào)。兩信號(hào)壓差為相電壓，當(dāng)相電壓大于0.45V時(shí)為有效。當(dāng)VP1>8V且VP21V時(shí)產(chǎn)生內(nèi)部脈沖信號(hào)P1_AND_P2(CLK Phase)，可反應(yīng)當(dāng)前相頻率。IC通過(guò)MOSFET的高側(cè)提供電流給交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁線(xiàn)圈。芯片內(nèi)部提供一續(xù)流二極管，保持汽車(chē)的電池電壓在設(shè)定值，并且輸出電流(高達(dá)8.0A)給電力設(shè)備。ADC用于電壓、電流、熱反饋中的模數(shù)轉(zhuǎn)換。POR(Power On Reset)模塊的目的是給主邏輯產(chǎn)生一個(gè)電啟動(dòng)信號(hào)。能隙模塊為其他模塊提供電壓電流。IC可以通過(guò)OTP(One Time Programmable)編程(出廠時(shí)一次性寫(xiě)入)，以適應(yīng)多種發(fā)電機(jī)和設(shè)備。

80310有一個(gè)工業(yè)級(jí)LIN協(xié)議接口(1.3版)。這使ECU可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的目標(biāo)電壓(10.6～16V)、LRC斜坡時(shí)間、LRC禁止頻率和勵(lì)磁限流。 ECU也能通過(guò)LIN讀取Die溫度、勵(lì)磁電流、EXC占空比(DF)、產(chǎn)品信息和多種錯(cuò)誤信息。一旦實(shí)現(xiàn)了LRC禁用頻率，充電系統(tǒng)將提供更加快速的響應(yīng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速時(shí)，突發(fā)的電氣負(fù)載需求增加會(huì)導(dǎo)致突發(fā)扭矩負(fù)載，LRC消除了由此而導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)速率震蕩和振動(dòng)。

2 工作模式

2.1 LIN模式

在等待狀態(tài)時(shí)，在未檢測(cè)到有效的相電壓的前提下，Master可以通過(guò)LIN發(fā)送控制信號(hào)喚醒80310可以進(jìn)入LIN模式(從機(jī)地址為#39或#2B)。工作狀態(tài)如圖3所示。

當(dāng)80310診斷Master的命令有效(發(fā)電機(jī)目標(biāo)電壓不等于10.6 V且無(wú)錯(cuò)誤信號(hào))時(shí)，進(jìn)入預(yù)勵(lì)磁狀態(tài)。此時(shí)，若B+A的電壓低于目標(biāo)電壓，預(yù)勵(lì)磁為占空比13.5%的PWM，否則占空比為4.1%。預(yù)勵(lì)磁的目的是增強(qiáng)發(fā)電機(jī)的磁化，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子最小相電壓。當(dāng)相速度達(dá)到800RPM時(shí)，進(jìn)入LRC控制。