車(chē)身控制模塊需求分析與具體方案詳解

　　典型車(chē)身控制模塊(BCM)設(shè)計(jì)重要的一步是確定電源要求，以及選擇合適的電源方案。一般而言，BCM 要求的輸入電壓在-0.5 V 至32 V 之間，輸出電壓為5 V或3.3 V。值得一提的是，汽車(chē)內(nèi)的用電設(shè)備越來(lái)越多，如果電池直接供電的設(shè)備靜態(tài)電流不夠低，而汽車(chē)連續(xù)停泊較長(zhǎng)時(shí)間，車(chē)內(nèi)蓄電池可能因?yàn)檫^(guò)度放電而使汽車(chē)無(wú)法重新啟動(dòng)，故BCM 設(shè)計(jì)需要考慮靜態(tài)電流。此外，汽車(chē)應(yīng)用中可能會(huì)常常面對(duì)高溫環(huán)境，所以要求電源提供過(guò)溫保護(hù)。

　　適合于BCM 的電源包括線性電源(或稱(chēng)線性穩(wěn)壓器)和開(kāi)關(guān)電源(或稱(chēng)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器)。這兩種電源各有優(yōu)勢(shì)，究竟選擇何種電源，還要看具體應(yīng)用。在車(chē)身控制模塊的供電電源方面，中國(guó)市場(chǎng)上所售汽車(chē)中，轎車(chē)一般采用12 V 電源，而卡車(chē)和客車(chē)一般采用24 V 電源。在12 V 電源BCM 中，推薦采用安森美半導(dǎo)體的線性穩(wěn)壓器，如NCV4275A 等，見(jiàn)圖2。NCV4275A 是一款帶復(fù)位和延遲功能的5 V、3.3 V/450 mA 低壓降(LDO)線性穩(wěn)壓器，這款器件支持可編程微控制器復(fù)位，并提供多種特性，如過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、短路保護(hù)等。此外，在下圖中位置1 處串聯(lián)一個(gè)二極管(MRA4005)，這線性電源能有效防止高達(dá)-42 V 的反向電壓；在位置2 處并聯(lián)一個(gè)瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)管，可以有效阻止高達(dá)+45 V的瞬態(tài)電源負(fù)載突降(load dump)高壓脈沖及不穩(wěn)定的電源雜波，符合12 V 汽車(chē)電源系統(tǒng)的ISO16750-2-2003 4.6 過(guò)壓測(cè)試規(guī)范。實(shí)際上，在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間就可能出現(xiàn)負(fù)載突降，從而導(dǎo)致電池電壓升高至超過(guò)40 V。這些特性讓NCV4275A 非常適合汽車(chē)車(chē)身控制模塊應(yīng)用。

　　實(shí)際上，NCV4275A 僅是安森美半導(dǎo)體針對(duì)汽車(chē)應(yīng)用的寬范圍線性穩(wěn)壓器中的一款，其它線性穩(wěn)壓器有如NCV8664/5、NCV4949、NCV8503/4/5/6、NCV4274A等。超低靜態(tài)功耗的產(chǎn)品，靜態(tài)電流低至30 μA 以下，驅(qū)動(dòng)電流范圍在100 mA至450 mA 之間。

圖2：車(chē)身控制模塊中線性電源典型應(yīng)用電路示意圖。