面向電動(dòng)車窗應(yīng)用的集成嵌入式功率半導(dǎo)體

　　防夾與車窗位置存儲(chǔ)處理

　　防夾是電動(dòng)車窗的重要安全要求，必須保證在車輛發(fā)生故障情況下仍能正確運(yùn)行，特別是在電動(dòng)車窗升降時(shí)，遭遇電池故障或熄火狀況，這點(diǎn)至關(guān)重要。為確保防夾功能正確運(yùn)行，系統(tǒng)再次啟動(dòng)時(shí)，必須知道車窗的正確位置。因此，在電源關(guān)閉之前，系統(tǒng)必須在極端時(shí)間內(nèi)存儲(chǔ)最后的車窗位置。

　　通常情況下，防夾機(jī)制取決于車窗的位置。舉例來說，如果車窗在完全打開后升起，只要偵測(cè)到防夾情況，車窗就會(huì)停止移動(dòng)。但若車窗上升的空間少于250毫米，車窗必須停止并下降100毫米。為了讓車窗正確關(guān)閉，當(dāng)車窗上升的空間不足4毫米時(shí)，將不啟動(dòng)防夾偵測(cè)。

　　受到機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)能量的影響，從關(guān)閉電動(dòng)車窗電機(jī)到車窗完全停止運(yùn)動(dòng)，需要50毫秒時(shí)間。在此期間，ePower必須監(jiān)控霍爾傳感器，并在電源關(guān)閉前存儲(chǔ)車窗最后的位置信息。同時(shí)，在此期間，ECU將采用緩沖電容器供電。電容器的大小取決于橋接時(shí)間、電流消耗和應(yīng)用的電壓需求，這是系統(tǒng)開始關(guān)閉時(shí)的電壓水平與低電壓重置時(shí)的電壓水平的差別。TLE7810G經(jīng)過優(yōu)化，具備3.3V的極低欠壓重置閾值，因此可采用較小且便宜的緩沖電容器。

　　低靜態(tài)電流消耗

　　即使在活動(dòng)模式下，通常仍需將車窗穩(wěn)壓器ECU的電耗降低至幾百微安。這是因?yàn)轳{駛員關(guān)閉引擎時(shí)，車鑰匙仍處于通電位置，電動(dòng)車窗和防夾功能仍可運(yùn)行，最好能盡量降低電流的消耗。

　　為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)定期喚醒控制器在活動(dòng)模式下運(yùn)行，但在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)具備低功耗。利用TLE7810G的低功耗模式可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。 TLE7810G的規(guī)格定義為：在省電模式下，停止循環(huán)喚醒的通信裝置（SBC）與微控制器（MCU）裝置。當(dāng)微控制器處于省電模式時(shí)，消耗的電流最低。核心組件與外設(shè)均不運(yùn)行。通過外部中斷可喚醒微控制器（使用或不使用重置）。因此，SBC可定期生成這種內(nèi)部“喚醒”信號(hào)，使微控制器能夠返回活動(dòng)模式，為其應(yīng)用提供支持?？偣募s為：30uA + 80uA = 110uA。關(guān)鍵特性是LIN或監(jiān)控器管腳喚醒及其它定期喚醒功能，做到主動(dòng)監(jiān)控其它信號(hào)或輸入。

　　未來展望

　　今后的發(fā)展趨勢(shì)是，使用外置高電流半導(dǎo)體開關(guān)（如BTM7960B）代替繼電器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車窗電機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)包括較低的噪音、更長(zhǎng)的使用壽命、較小的PCB尺寸和先進(jìn)的功能，例如采用脈寬調(diào)制實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。此外，在因溫度變化和橡膠密封劑老化造成的多樣機(jī)械摩擦導(dǎo)致電機(jī)電流變化的苛刻環(huán)境下，半導(dǎo)體解決方案能提供更加出色的保護(hù)與診斷管理。

　　防夾軟件在苛刻的汽車環(huán)境中，具備更高的智能性、強(qiáng)健性和適應(yīng)性。TLE7810G具備可擴(kuò)展性，閃存可由16KB、24KB增大至32KB。如要通過升級(jí)軟件提高防夾功能，可利用單線LIN支持LIN BSL（引導(dǎo)加載）下載程序。

　　結(jié)語(yǔ)

　　迄今為止，在亞太地區(qū)，尤其在中國(guó)，乘用車車門模塊與天窗模塊已越來越普及。根據(jù)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)數(shù)據(jù)顯示，天窗模塊的銷量在近年來大幅攀升，主要是因?yàn)樵S多購(gòu)買私家車的年輕人認(rèn)為電動(dòng)天窗能體現(xiàn)時(shí)尚生活風(fēng)格。2004年，出于安全考慮，中國(guó)政府禁止改裝電動(dòng)天窗，此舉也造成OEM市場(chǎng)在中國(guó)蓬勃發(fā)展。

　　支持高度集成解決方案和可擴(kuò)展器件系列的嵌入式功率半導(dǎo)體具備多種優(yōu)勢(shì)：較小的PCB尺寸、重量輕、以較少的組件提供更高的可靠性、出色的庫(kù)存管理和更高的制造組裝效率。

　　這種單片解決方案也可大幅簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，縮短上市時(shí)間。