前車門控制器解決方案

作者：時(shí)間：2014-01-10 來源：網(wǎng)絡(luò)

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NCV7462內(nèi)部集成了兩路5V線性穩(wěn)壓器VR1、VR2。其中VR1輸出精度2%，輸出電流250mA，用于微處理器供電；VR2輸出精度2%，輸出電流50mA，用于外部傳感器供電。當(dāng)模塊不需要工作時(shí)可以進(jìn)入待機(jī)或休眠模式，關(guān)閉VR1或VR2，降低功耗。待機(jī)模式下，最大靜態(tài)電流為80uA；休眠模式下，總靜態(tài)電流的最大值60uA，參考電路如圖3所示，外圍只需加一個(gè)2.2uF陶瓷電容。

3. CAN收發(fā)器電路

NCV7462內(nèi)有一個(gè)高速CAN收發(fā)器模塊，兼容ISO11898-2和ISO11898-5標(biāo)準(zhǔn)。該模塊使用兩組供電路徑——

* 通過引腳VCC_CAN供電：在正常模式下，準(zhǔn)備收發(fā)數(shù)據(jù)；
* 通過內(nèi)部整流器供電：在待命模式和睡眠模式下，收發(fā)器監(jiān)控總線遠(yuǎn)程喚醒。

為了保證CAN收發(fā)器正常工作，VCC_CAN外部需要一個(gè)2.2uF退藕電容。如果使用分裂終端（Split Termination）電壓源，其VSPLIT（分裂終端電壓）引腳可穩(wěn)定閑置總線電平，進(jìn)一步改善電磁輻射（EME）性能。

NUP2105L CAN總線保護(hù)器是一個(gè)27伏(V)的2雙向瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)，用以保護(hù)高速和容錯CAN網(wǎng)中的收發(fā)器免受EMI和ESD的影響。此器件符合ISO 11898-2物理層規(guī)范，并且超過了抑制ESD和EMI的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，非常適合用于數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)1Mbit/sec的系統(tǒng)。

4.LIN收發(fā)器電路

內(nèi)置的LIN收發(fā)器是LIN總線物理層與LIN協(xié)議控制器的界面，兼容LIN2.1與J2602規(guī)范。與CAN收發(fā)器不同，LIN由VS引腳唯一供電。

LIN收發(fā)器提供兩種斜率模式，通過SPI位“LIN_SLOPE”配置。默認(rèn)模式為正常斜率模式，收發(fā)器收發(fā)數(shù)據(jù)速度可達(dá)20kB,與LIN2.1規(guī)范一致。低斜率模式下，LIN總線上的信號轉(zhuǎn)換率降低（上升沿與下降沿變長），可以降低EMC輻射。LIN總線最大速率降為10kB，該模式用于低速通信。

NUP1105L LIN總線保護(hù)器是一個(gè)27V的單個(gè)雙向TVS，用以保護(hù)LIN或單線CAN網(wǎng)絡(luò)中的收發(fā)器免受EMI和ESD的影響。此器件把抑制EMI和ESD的水平提高到SAE J2411和ISO 7637-3規(guī)范之上，這將提高網(wǎng)絡(luò)在嚴(yán)酷的汽車和工業(yè)環(huán)境中的可靠性。

5.NCV7462輸出級

NCV7462 OUT_HS為高邊，可驅(qū)動5W燈泡；OUT1-4為高邊開關(guān)，可用于驅(qū)動LED或按鍵開關(guān)。OUT_HS與OUT1-4一樣具有各種保護(hù)功能，包括過流保護(hù)和電流限值、欠載檢測、熱保護(hù)和VS欠壓、過壓保護(hù)。此外，OUT_HS可以配置旁路過流保護(hù)模式（過流自恢復(fù)），防止負(fù)載要求較大初始驅(qū)動電流，例如白幟燈泡的沖擊電流。當(dāng)OUT_HS過流時(shí)間超過Tblank_OLD_OUT_HS(typ.120us),SPI狀態(tài)位將被鎖定，同時(shí)輸出被關(guān)斷。如果SPI控制位“OUT_HS_OCR”設(shè)為高。在時(shí)間Tflt_OCR(typ.400us)后，SPI狀態(tài)位“OUT_HS_OC”沒有變化，OUT_HS將自動再生。若過流持續(xù)存在，OUT_HS進(jìn)入周期振蕩，高電平約為120us,低電平約為400uS。當(dāng)負(fù)載被認(rèn)為穩(wěn)定（例如，燈泡變熱），微處理器uC軟件將關(guān)閉自動恢復(fù)功能。

6.電動車窗驅(qū)動電路

電動車窗系統(tǒng)的每個(gè)車門都有一個(gè)車窗玻璃升降機(jī)構(gòu)，采用直流永磁電機(jī)來驅(qū)動。電機(jī)的尺寸非常小，可以安裝在車門里面，并且?guī)в幸惶诇p速機(jī)構(gòu)，用來增加輸出扭矩、減小輸出轉(zhuǎn)速。電機(jī)轉(zhuǎn)動方向（即車窗的上下移動）通過改變輸入電壓的極性來實(shí)現(xiàn)，車窗升降速度取決于輸入電壓的大小。電動車窗驅(qū)動電路如圖4所示。

(1)車窗升降繼電器驅(qū)動電路

由于繼電器比智能H橋芯片的成本低，目前仍在車窗驅(qū)動電路中廣泛應(yīng)用。車窗控制系統(tǒng)由微控制芯片uC通過SPI通信控制NCV7462集成的2路低邊驅(qū)動（LS1/2）驅(qū)動繼電器，再由繼電器組成的H橋來操縱車窗上升或下降。低邊驅(qū)動LS1/2的通態(tài)電阻典型值3.3Ω，驅(qū)動電流可達(dá)0.5A，足以驅(qū)動繼電器可靠動作。如果驅(qū)動電流超過過流限值時(shí)間Tfilt_OLD_LS1/2(典型值 60us)，驅(qū)動關(guān)閉，同時(shí)鎖定SPI狀態(tài)寄存器。只有當(dāng)相應(yīng)SPI標(biāo)志位被讀取和清除，才可以再次使能。

(2)車窗升降電流采樣設(shè)計(jì)

由于車窗升降電機(jī)軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化率對障礙物是非常敏感的，其閾值可以作為障礙物檢測的判斷指標(biāo)。根據(jù)直流電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩與電樞電流之間的線性關(guān)系，本文采用測量電樞電流來間接得到電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的測量方案。采樣原理如圖4所示。

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流過電機(jī)電樞的電流經(jīng)過電阻Rs采樣后，輸入到NCV7462集成運(yùn)放OP1同相輸入端，經(jīng)放大后輸入微處理器uC的A/D通道，其值為：

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由式3可以看出，直流電機(jī)的電樞電流與A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果之間是線性關(guān)系，因此，電機(jī)軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩與A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果之間也是線性關(guān)系。通過圖5得到驗(yàn)證，輸入微處理器uC 的A/D通道電壓v(t)與電樞電流i(t)之間的線性關(guān)系。

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