TLE8201在車門模塊中的應(yīng)用

　　檢測(cè)出塊電壓后，將HS1和HS2切換至“高”位，以使電機(jī)進(jìn)入續(xù)流模式。HS1和HS2均保持高位100毫秒。從L切換至H時(shí)，最少將出現(xiàn)3 微秒的空載時(shí)間，以確保不會(huì)發(fā)生開關(guān)傾斜(switching slope)重疊現(xiàn)象，從而避免出現(xiàn)渦流(cross current)。

　　續(xù)流過(guò)程中，會(huì)存在較小的電流，這是閂鎖電機(jī)的特殊機(jī)械結(jié)構(gòu)造成的結(jié)果。閂鎖中有一個(gè)彈簧，用于保護(hù)閂鎖，使之免受損壞，否則，閂鎖會(huì)猛擊門鎖上部。

　　以下為普通DC電機(jī)的電壓計(jì)算公式：

其中，Vbat表示外部電壓;i 表示電機(jī)電流;L 表示電機(jī)感應(yīng)器;n 表示電機(jī)速度;R 表示內(nèi)部電機(jī)電阻。

　　當(dāng)電機(jī)幾乎呈勻速運(yùn)行時(shí)，Vbat=iR+K0n(如圖1所示)。需要指出，K0n表示電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)。

　　當(dāng)電機(jī)開始續(xù)流時(shí)，

續(xù)流結(jié)束后，由于不存在電機(jī)電流(即不存在電機(jī)扭矩)，彈簧會(huì)將閂鎖電機(jī)略推回一點(diǎn)。也就是說(shuō)，閂鎖電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)從零變?yōu)樨?fù)值，從而產(chǎn)生正電流，通過(guò)電機(jī)。

圖4 閂鎖啟動(dòng)波形

　　保護(hù)與診斷

　　啟動(dòng)狀態(tài)(ON-state)下，可通過(guò)橋輸出的低邊開關(guān)實(shí)現(xiàn)開啟負(fù)載檢測(cè)：當(dāng)通過(guò)低邊晶體管的電流低于參考電流，且IOCD處于啟動(dòng)狀態(tài)的時(shí)間超過(guò)開啟負(fù)載檢測(cè)延時(shí)tdOC時(shí)，則會(huì)設(shè)定相應(yīng)的開啟負(fù)載診斷位。但是，輸出晶體管仍保持啟動(dòng)狀態(tài)。開啟負(fù)載出錯(cuò)位被鎖定，并可通過(guò)SPI狀態(tài)寄存器復(fù)位或開電復(fù)位重新設(shè)置。

　　后視鏡折疊控制

　　正常運(yùn)行

　　后視鏡折疊電機(jī)由TLE8201的輸出2和輸出3驅(qū)動(dòng)。由于各個(gè)半橋以串聯(lián)方式相連，而且通道電流也存在限制，因此一次只可驅(qū)動(dòng)一個(gè)電機(jī)。所以只要閂鎖電機(jī)在運(yùn)行，就無(wú)法啟動(dòng)后視鏡折疊輸出。

　　圖5所示為后視鏡折疊電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的波形。通道1是流過(guò)后視鏡折疊電機(jī)的電流。通道2是輸出3的電壓，通道3則是輸出2的電壓。根據(jù)該波形，啟動(dòng)時(shí)突波電流的最大值是2.52A，而運(yùn)行過(guò)程中的額定電流則為0.4A。

圖5 后視鏡折疊電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的波形

　　電機(jī)會(huì)保持運(yùn)行直至鎖定或者超過(guò)3秒鐘。因?yàn)楹笠曠R折疊電機(jī)采用特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)，所以當(dāng)電機(jī)被鎖定時(shí)就會(huì)出現(xiàn)開啟負(fù)載!由于鎖定過(guò)程中的電流會(huì)降至0A，因此電機(jī)無(wú)需續(xù)流。

　　短路保護(hù)

　　圖6顯示了TLE8201的短路保護(hù)行為。各通道的含義與圖5相同。在正常運(yùn)行過(guò)程中，輸出2(通道3)的電壓較高，輸出3(通道2)的電壓則較低。額定電流為0.4A，圖6中看起來(lái)似乎為0A。

　　當(dāng)電機(jī)端子短路，且電流超過(guò)輸出3(ISD34通常為4A)停機(jī)閾值ISD的時(shí)間超過(guò)停機(jī)延時(shí)tdSD時(shí)，輸出3的輸出晶體管會(huì)關(guān)閉，并設(shè)定相應(yīng)的診斷位。由于輸出2的短路停機(jī)閾值高于8A，所以輸出2的輸出晶體管會(huì)繼續(xù)運(yùn)行。因此，輸出3的電壓會(huì)增加至與輸出2電壓相等的水平。

　　延時(shí)過(guò)程中，電流值限制為輸出3的ISC(ISC34通常為6A)。延時(shí)相對(duì)較短(通常為25微秒)，以便減少設(shè)備短路時(shí)的能量消耗。這種設(shè)計(jì)能夠提供電機(jī)應(yīng)用中所需的高峰電流。在向SPI發(fā)送狀態(tài)寄存器復(fù)位指令或執(zhí)行開電復(fù)位之前，輸出級(jí)將保持關(guān)閉狀態(tài)并設(shè)定出錯(cuò)位。

圖6 短路保護(hù)行為

　　后視鏡定位控制

　　采用兩個(gè)電機(jī)，輸出4連接至X電機(jī)，輸出5連接至兩個(gè)電機(jī)，輸出6則與Y電機(jī)相連。圖7所示為其中一個(gè)后視鏡定位電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的波形。

　　按下按鈕，就會(huì)激活某個(gè)狀態(tài)。當(dāng)后視鏡折疊電機(jī)處于激活狀態(tài)時(shí)，不能激活后視鏡X-Y輸出。此類輸出不具備PWM控制。啟動(dòng)時(shí)的突波電流約為 0.2A，而額定電流則為0.1A。雖然無(wú)需使用主動(dòng)制動(dòng)，但在后視鏡移動(dòng)過(guò)后，高邊開關(guān)會(huì)在100毫秒的續(xù)流時(shí)間內(nèi)保持活動(dòng)狀態(tài)。

　　圖7顯示了短路保護(hù)行為。輸出1-6所用的短路保護(hù)理論完全相同。唯一差別在于短路停機(jī)電流閾值和短路電流值不同。

圖7 X-后視鏡電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的波形

圖8 短路保護(hù)行為

　　后視鏡除霜控制

　　PTC加熱器件由TLE 8201輸出7驅(qū)動(dòng)。超過(guò)固定的10秒開啟時(shí)間時(shí)，輸出由低頻(如10Hz)PWM控制，負(fù)載循環(huán)通常為40%。對(duì)PWM的控制則通過(guò)SPI由軟件實(shí)現(xiàn)。門鎖激活時(shí)，加熱器關(guān)閉，以降低通過(guò)TLE 8201的總體電流。

　　車燈控制

　　正常運(yùn)行

　　門控車室照明燈和安全警報(bào)燈均由TLE 8201輸出端10和11同步驅(qū)動(dòng)。輸出端由200 Hz PWM(劇場(chǎng)燈光效果)在2秒內(nèi)接通/斷開。PWM則由PWM2輸入控制。