TLE8201在車門模塊中的應用
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
TLE8201是一種用于車門模塊的高度集成功率ASSP(專用標準產品)。其中包括用于驅動典型前車門應用中負載所必需的功率級，這些負載包括中央門鎖、死鎖或后視鏡折疊、后視鏡定位、后視鏡加熱，以及5W或10W車燈或LED(如轉向信號燈、門控車室照明燈/安全警報燈或控制面板照明燈)等。
TLE8201具有符合汽車應用安全規(guī)范的短路與超溫保護功能和完備的診斷功能。而電流感應輸出則能提升系統(tǒng)的整體性能。
標準的SPI接口不但能減少微控制器I/O線路的長度，而且還可靈活控制功率級，并提供完備的診斷功能。
TLE8201擁有兩個PWM輸入端，均為直接功率級控制輸入端，可增強PWM映射的靈活性。SPI寄存器中的信息定義將由PWM輸入端控制的功率級。可對PWM功能進行配置，最多可支持八個功率晶體管。
該器件采用Power-SO封裝，配有一個大型散熱塊，因此具有良好的熱阻性能。引腳經過優(yōu)化處理，可實現(xiàn)高效的PCB設計。TLE8201的應用不但有利于節(jié)省PCB面積和節(jié)省成本，而且能增強系統(tǒng)質量，并提高產量。
TLE8201應用電路
圖2為車門控制模塊中的TLE8201應用電路。
圖2 應用電路
電源
TLE8201擁有兩個電源輸入端：所有功率驅動器均與連接至汽車12V電源線的供電電壓Vs引腳相連。內部邏輯電路部分則由一個獨立的5V Vcc電壓供電。這樣，即使Vs發(fā)生短時停電，也可確保存儲于邏輯電路中的信息不受影響。
TLE8201要求配備外部反極性保護，它配有一個電荷泵輸出端，用于連接外部n通道邏輯電平MOSFET。該保護電路的連接方法如圖2所示，柵極電壓由引腳GO提供。
通過把INH輸入設置為“低”，可將TLE8201置于低能耗模式。在休眠模式下，所有輸出晶體管均被關閉，SPI停止工作。在此模式下，總靜態(tài)電流的最大值僅為6μA(Vs和Vcc)。
SPI
SPI用于實現(xiàn)與控制單元的雙向通訊。當通過CSN(chip-select-not)輸入(H至L)模式選擇芯片時，則會啟動傳輸周期。16-位控制字通過DI串行數(shù)據(jù)輸入端讀取。狀態(tài)字則同步顯示于DO串行數(shù)據(jù)輸出端。同步通訊通過串行時鐘輸入端CLK實現(xiàn)。
如圖3所示，16位SPI框架由一個可尋址塊、一個地址獨立塊和一個2位地址構成，包括兩個控制寄存器和兩個診斷寄存器。地址獨立輸入部分用于一般性設置，地址獨立輸出部分則用來標記錯誤和記錄溫度信息。
圖3 SPI結構
PWM輸入
PWM-ing是TLE8201提供的一種非常靈活的功能?？赏ㄟ^兩種PWM模式配置對所需功率級進行控制：將PWM1和PWM2引腳與微控制器的計時器通道相連，然后選擇所需HSsel位，以激活PWM功能。建議將PWM頻率設置為200 Hz以下，以最大限度地減少開關損耗導致的功率消耗。
電流感應
ISO(感應輸出)引腳提供與所選功率輸出端流向GND的輸出電流成比例的電流。輸出端選擇通過SPI實現(xiàn)。
而感應電流則由外部感應電阻器R43轉換成電壓，并送至A/D變流器輸入端。
輸出級
輸出1-6為半橋，輸出7-11則是高邊開關。閂鎖電機和后視鏡折疊電機均可連接至輸出1、輸出2和輸出3。輸出2是兩個電機電流之和。兩個后視鏡定位電機連接至輸出4、輸出5和輸出6。高邊驅動器輸出7用于驅動后視鏡加熱器。輸出8和輸出9用于驅動5W車燈。輸出10可與輸出11相連，共同驅動10W車燈。
閂鎖控制
啟動
TLE 8201的輸出1和輸出2均與閂鎖電機相連。車門控制模塊中的微控制器通過SPI與TLE 8201進行通訊。開啟電源后，門鎖狀態(tài)或者由車身控制模塊接收并傳送至車門控制模塊，或者由車門控制模塊通過LIN或CAN直接接收。車門或開關面板發(fā)出開關輸入請求，或者收到BCM發(fā)來的CAN/LIN消息時，就會啟動閂鎖電機。
圖4所示為閂鎖電機的啟動波形。通道1是流過閂鎖電機的電流。通道2和3為TLE 8201中輸出1和輸出2的電壓輸出。未采用PWM軟啟動時，啟動突波電流可能達到2A。啟動后，電流會下降至0.8A左右。閂鎖完全閉合或打開時，若發(fā)生電機堵轉，則可執(zhí)行閂鎖電機自動停機。檢測電機堵轉時，可通過TLE 8201的ISO輸出端來測量電機電流;該輸出端與接地感應電阻器R43相連，并通過保護電阻器R42與MCU模擬輸入端相連。
塊檢測標準的計算方法如下：
KILIS12 = 2000，R43 = 910ohm，根據(jù)波形可知，最小塊電流為IOUT = 2.5A;然后，即可計算出塊檢測電壓：
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