基于智能功率芯片的車門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

汽車技術(shù)發(fā)展至今，電子控制單元（ECU）已經(jīng)應(yīng)用到在汽車內(nèi)部的各個(gè)環(huán)節(jié)，技術(shù)也日趨成熟。作為車身電子的重要組成部分，車門電子自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。但在實(shí)際應(yīng)用中，凡是電動(dòng)車窗或車門設(shè)備都有潛在的卡死可能，由此便可引發(fā)傷人的危險(xiǎn)。因此，在門控系統(tǒng)中，車窗防夾設(shè)計(jì)占有極其重要的位置。

大多數(shù)已有的具有防夾功能的電動(dòng)車門控制產(chǎn)品有一個(gè)共性，就是在硬件設(shè)計(jì)中以MCU為核心，輔之以功率器件、控制電路和相關(guān)的通信模塊（CAN或LIN），由這些組件配合共同實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、升降車窗、故障識(shí)別與診斷等一系列控制功能。但是，這樣的設(shè)計(jì)往往會(huì)遭遇一些技術(shù)瓶頸，比如在原理圖設(shè)計(jì)中，MCU外圍電路的搭建，功率器件的選取，電子元件之間的配合與連線；在PCB板設(shè)計(jì)中則要考慮眾多器件的布置和安放，煩瑣復(fù)雜的走線，以及由此而引發(fā)的較差的EMC。這些雖然對(duì)系統(tǒng)的總體功能不會(huì)產(chǎn)生很大的影響，但會(huì)使電路可靠性不高，嚴(yán)重者更是故障頻頻；除此以外，大量的電子器件還無(wú)形中增加了產(chǎn)品的重量和成本。

針對(duì)這方面問題，我們提出了電動(dòng)車窗設(shè)計(jì)的另一種解決方案——以英飛凌公司推出的TLE7810芯片為核心，外圍輔之以簡(jiǎn)單功能模塊，優(yōu)化設(shè)計(jì)的同時(shí)也探究了TLE7810功率芯片在電機(jī)控制中的作用。

總體設(shè)計(jì)與方法求解

1 TLE7810芯片特性及其優(yōu)點(diǎn)

由于此車門控制系統(tǒng)針對(duì)非司機(jī)側(cè)電動(dòng)車窗設(shè)計(jì)，因此與司機(jī)側(cè)電動(dòng)車窗相比，生產(chǎn)成本盡可能低；而且，非司機(jī)側(cè)門控系統(tǒng)不要求對(duì)后視鏡方向調(diào)節(jié)、刮雨器、外部車燈進(jìn)行控制，功能大大簡(jiǎn)化。因此，選用TLE7810便可滿足所有要求。

TLE7810是一款具有高集成度的低成本智能功率芯片，它集成了一個(gè)支持片上調(diào)試功能的可以與8051兼容的8位單片機(jī)和一個(gè)SBC（System-Basis-Chip）。8位單片機(jī)有16K的flash、I/O口、霍爾傳感器接口、10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器、帶有傳感器的供電輸出和開關(guān)，集成了LIN總線收發(fā)器、低電壓校正器LDO、兩個(gè)低邊開關(guān)（Relay驅(qū)動(dòng)），可以進(jìn)行片上調(diào)試，具備過流保護(hù)、看門狗、電壓監(jiān)視、溫度監(jiān)視和對(duì)MCU的監(jiān)視和保護(hù)功能。TLE7810有兩種低壓?jiǎn)拘涯Ｊ剑篖IN總線喚醒和Wake-up引腳喚醒。

圖1 TLE7810內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖1是它的結(jié)構(gòu)模塊?？梢钥闯觯瑢?duì)非司機(jī)側(cè)車窗的電子控制，TLE7810不僅能夠滿足各項(xiàng)指標(biāo)和要求。而且，“一芯兩核”的特點(diǎn)簡(jiǎn)化了原理圖設(shè)計(jì)和PCB的走線，同時(shí)還可降低成本。

2 車窗電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制設(shè)計(jì)

基于TLE7810自身特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的總體框圖如圖2所示。

圖2 硬件結(jié)構(gòu)框圖