淺談英飛凌車門模塊的驅(qū)動策略

TLE8201R的另外一個重要特性是嵌入式標(biāo)準(zhǔn)串行外設(shè)接口(SPI)。SPI不僅可以節(jié)省微控制器的I/O管腳數(shù)量，而且能夠靈活控制功率電路，通過錯誤標(biāo)志快速進行詳細(xì)的故障診斷。這種診斷功能包括對每個單獨通道進行過載或負(fù)載開路檢測，對整個器件進行溫度預(yù)警及電流檢測輸出。

還有各種保護功能，如短路和過溫保護。兩個直接PWM通道可以用來實現(xiàn)諸如“軟”啟動/停止后視鏡加熱、車內(nèi)照明的劇院燈光效果或在控制面板背光燈應(yīng)用中補償LED亮度等級等功能。采用的DSO-36封裝包含了具有較低熱阻的全尺寸散熱片，可確保模塊在正常條件甚至最壞環(huán)境下正常工作。圖3是采用TLE8201R的一個車門模塊設(shè)計例子。

圖3： 采用TLE8201R的一個完整車門模塊的框圖。

與車門模塊專用功率ASSP相比，多個標(biāo)準(zhǔn)芯片解決方案在系統(tǒng)配置中更加靈活，特別是在一些負(fù)載(如后視鏡折疊)不需要時。設(shè)計師可以更自由地選擇完全匹配每個負(fù)載特性的各個驅(qū)動器。這些驅(qū)動器可以是基于繼電器的器件或智能器件。

圖4： 采用TLE6208-3的后視鏡電機驅(qū)動的例子。

針對與后視鏡相關(guān)的電機應(yīng)用，象TLE6208-3G這樣的器件可以提供高性價比的解決方案。它是一種具有全面保護功能并帶SPI的三組半橋驅(qū)動器，采用小型SO-14封裝。由于半橋有三個可能狀態(tài)(高、低和三態(tài))，因此兩個后視鏡位置調(diào)節(jié)電機可以用級聯(lián)配置方式連接到這三個半橋的輸出。

電機半橋的三態(tài)功能可以節(jié)省一個完整的半橋驅(qū)動器。正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、剎車和高阻等操作模式可以由SPI接口進行控制。來自橋臂的診斷信息也可以通過SPI反饋輸出。用兩個TLE6208-3實現(xiàn)后視鏡電機驅(qū)動的例子如圖4所示。

與升窗電機相比，門鎖電機在尺寸和電流上都要小得多。英飛凌的BTS7741可以完全滿足設(shè)計要求，是繼電器解決方案的理想替代方案。BTS7741是TrilithIC系列中的一員，在一個封裝中包含三個裸片，即在SO-28封裝中包含一個雙刀高側(cè)開關(guān)和兩個低側(cè)開關(guān)。高側(cè)開關(guān)受到全面保護，并包含控制和診斷電路。低側(cè)開關(guān)也受到全面保護。另外，該器件在斷電模式下具有負(fù)載開路檢測功能。

TrilithIC產(chǎn)品系列給用戶提供了更多的選擇，他們可以選出真正符合技術(shù)和預(yù)算要求的合適器件。例如，如果不需要負(fù)載開路檢測功能，可以選用BTS7740。如果低側(cè)開關(guān)保護功能不那么嚴(yán)格，可以考慮BTS7700。

車門模塊中的后視鏡加熱線圈和燈可以用智能高側(cè)開關(guān)進行開關(guān)。英飛凌PROFET系列中的一些器件，如BSP772T就非常適合這種應(yīng)用場合。PROFET器件包含垂直結(jié)構(gòu)的n溝道功率晶體管、用于高端操作的電荷泵以及執(zhí)行各種保護和診斷功能的邏輯電路。其PWM功能可以用來實現(xiàn)后視鏡加熱器的“軟”啟動/停止或燈光控制中的特殊效果等功能。

圖5是車門模塊的一個例子，其中用半導(dǎo)體器件驅(qū)動升窗電機，用分立的標(biāo)準(zhǔn)器件驅(qū)動其它小型負(fù)載。

圖5： 采用分立器件的一個完整車門模塊框圖。

本文小結(jié)

從數(shù)毫安的LED到30A左右的升窗電機，一個典型車門模塊ECU控制下的不同負(fù)載需要不同的驅(qū)動策略。象升窗電機這樣的大型負(fù)載可以用繼電器和保險絲解決方案驅(qū)動，但更好的解決方案是采用BTS7960這樣的智能半導(dǎo)體器件，除了開關(guān)功能外，它還能提供更多保護功能以及無損電流監(jiān)測。

集成了各種車門負(fù)載驅(qū)動器的ASSP(如TLE8201R)是實現(xiàn)非常緊湊的PCB的理想器件。對于只有少量負(fù)載的基本型車門模塊來說，分立的智能器件方案是在成本優(yōu)化和處理不同要求的靈活性之間最佳的折衷方案。