前車門控制器解決方案
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隨著汽車電子技術的不斷發(fā)展，人們對汽車的操控性及舒適性需求不斷提升高。汽車車身中的電子設備越來越多，尤其是前車門模塊需要支持更多的功能，如電動后視鏡折疊與調平、除霜器、中控門鎖、玻璃升降器、車燈乃至其它更多的高級功能等。電子車門系統(tǒng)廣義上分為兩種架構：一種是集總式控制，通過一個中心模塊控制和驅動所有車門中的每個負載，這樣可降低整體成本，但增加了控制器的復雜性，而且控制過于集中、尺寸偏大，不利于安裝、布線和散熱。另一種采用分布式控制，每個車門內的負載由各自的ECU模塊單獨控制，也可由駕駛員側ECU通過CAN/LIN總線控制。在這種方案中，通常兩個前門ECU連接到CAN總線網(wǎng)絡，分別與后面兩個車門的ECU通過CAN或LIN總線通信。分布式方案結構簡單，成本偏高，不過應用越來越廣泛。
在分布式方案中，如門鎖、后視鏡、車窗升降器和輔助照明等主要的車門功能由分布在各個車門上的模塊控制。而前車門模塊除了自身門鎖、車窗升降器功能外，還有外部后視鏡功能的控制。在新一代汽車外部后視鏡中，內置功能的數(shù)量大幅增加：轉向燈/閃光燈、車門外部燈、除霜器、后視鏡折疊與調節(jié)，甚至電動防眩目。系統(tǒng)設計師面臨的挑戰(zhàn)是如何在更小的體積實現(xiàn)更多的功能，以及成本要求。
前車門控制模塊的整體設計
圖1是功能較全面的車門控制器原理框圖，主要由電源電路、電動車窗驅動電路、后視鏡驅動電路、中央門鎖驅動電路、車燈驅動電路、CAN/LIN總線接口電路、霍爾傳感器輸入電路及按鍵接口電路等部分組成。其中微控制器uC用于控制所有功率器件的開關動作，同時對系統(tǒng)狀態(tài)進行定時監(jiān)控，接收合適的故障信號，并通過車載網(wǎng)絡CAN/LIN總線實現(xiàn)與中央車身控制器及其他車門控制器的故障信息和按鍵控制信息的交換，從而及時在用戶界面上顯示故障內容并對車門進行實時控制，確保了行車安全。
本系統(tǒng)的硬件結構框圖如圖2所示，功率級芯片NCV7462與NCV7707直接由電池供電，外部電路需要有反極性保護電路。NCV7462內置的LDO VR1向微處理器uC供電。微處理器uC通過SPI通信控制NCV7462與NCV7707，同時讀取其狀態(tài)信息。這些器件已提供了完善的故障檢測及保護功能，因而避免了采用過多的分立元件，大大減小了模塊的體積，并提高了模塊的EMC(電磁兼容)特性。
1.反極性保護電路
為了保證驅動電流，NCV7462與NCV7707內部功率驅動器均通過VS連接至汽車12V電源線，因此要求配備外部反極性保護。NCV7462外部負載功率較小，通過串接二極管即可滿足防反接要求，如圖2中并聯(lián)兩只NRVBRA140T3G。二極管NRVBRA140T3G，，功耗0.55V，適用于續(xù)流和反極性保護。
而NCV7707負載功率大，若使用二極管，導通壓降和導通電流較大，功耗大大增加，需采用導通阻抗更低的MOSFET。NCV7707內部配有一個電荷泵，通過引腳CHP控制MOSFET通斷。
2.電源電路
一般而言，BCM要求的輸入電壓在-0.5V至32V之間，輸出電壓為5V。隨著汽車內的用電設備的增多，如果電池直接供電的設備靜態(tài)電流不夠低，而汽車連續(xù)停泊較長時間，車內蓄電池可能因為過度放電而使汽車無法重新啟動，故BCM設計需要考慮靜態(tài)電流。此外，汽車應用中可能會常常面對高溫環(huán)境，所以要求電源提供過溫保護。
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