安森美半導體提供汽車車門控製模塊方案
發布時間:2014-05-29 責任編輯:willwoyo
【導讀】據IC Insights預估,到2030年電子產品在汽車整車中的成本比重會占到50%。汽車電子的不斷發展,使得汽車的操控性、安全性、舒(shu)適(shi)性(xing)大(da)大(da)提(ti)高(gao)。然(ran)而(er)隨(sui)著(zhe)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)不(bu)斷(duan)增(zeng)多(duo),汽(qi)車(che)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)複(fu)雜(za)度(du)也(ye)在(zai)不(bu)斷(duan)提(ti)升(sheng)。為(wei)應(ying)對(dui)日(ri)趨(qu)複(fu)雜(za)的(de)汽(qi)車(che)車(che)門(men)控(kong)製(zhi)設(she)計(ji),安(an)森(sen)美(mei)半(ban)導(dao)體(ti)提(ti)供(gong)了(le)豐(feng)富(fu)的(de)器(qi)件(jian)選(xuan)型(xing)及(ji)係(xi)統(tong)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。
電子車門控製從廣義上分為兩種架構:集(ji)中(zhong)式(shi)控(kong)製(zhi)與(yu)分(fen)散(san)式(shi)控(kong)製(zhi)。集(ji)中(zhong)式(shi)控(kong)製(zhi)通(tong)過(guo)中(zhong)心(xin)模(mo)塊(kuai)控(kong)製(zhi)和(he)驅(qu)動(dong)車(che)門(men)中(zhong)每(mei)個(ge)負(fu)載(zai),這(zhe)樣(yang)可(ke)降(jiang)低(di)整(zheng)體(ti)成(cheng)本(ben),但(dan)增(zeng)加(jia)了(le)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)複(fu)雜(za)性(xing),且(qie)缺(que)乏(fa)靈(ling)活(huo)性(xing),產(chan)品(pin)升(sheng)級(ji)換(huan)代(dai)成(cheng)本(ben)較(jiao)大(da);分散式控製則是每個車門內的負載由各自ECU模塊單獨控製,也可由駕駛員側ECU通過CAN/LIN總zong線xian控kong製zhi,特te點dian是shi結jie構gou簡jian單dan,互hu換huan性xing和he兼jian容rong性xing更geng好hao,升sheng級ji方fang便bian,但dan成cheng本ben偏pian高gao。安an森sen美mei半ban導dao體ti能neng為wei兩liang種zhong不bu同tong架jia構gou提ti供gong完wan善shan解jie決jue方fang案an,充chong分fen滿man足zu不bu同tong客ke戶hu的de不bu同tong需xu求qiu。

圖1:電子車門控製設計兩種架構
集中式門控模塊解決方案
安森美半導體為門控方案提供了廣泛的汽車元器件組合:包括從汽車級低壓降(LDO)電源產品,門鎖、車窗升降、後視鏡調節電機驅動,燈泡、繼電器驅動,汽車級智能FET,到車載網絡(IVN)涵蓋的獨立LIN收發器、獨立CAN收發器、FlexRay收發器以及係統級基礎芯片(SBC)。
1)LDO產品
LDO線性穩壓器用於電池及後級穩壓,具有標準/低靜態電流、高電源抑製比(PSRR)/超低靜態電流,以及跟蹤器和電流檢測功能。安森美半導體提供完全支持汽車應用特性(包括初級、次級供電)的LDO產品。基於安森美半導體汽車LDO構建的參考設計中,靜態電流8µA~200µA,輸出電壓0.7V~10V,適用於低ESR電容,輸出電流為100mA~3A。

圖2:參考電源設計及仿真模型
根據從電池取電與負載供電之間靜態電流Iq的定義不同,安森美半導體將LDO產品分了四個等級:
標準Iq LDO:100µA<Iq
低Iq LDO:50µA<Iq<100µA
超低Iq LDO:25µA<Iq<50µA
極低Iq LDO:Iq<25µA
NCV42xx和NCV85xx是標準靜態電流Iq>60 μA的器件。NCV42xx器件作為二級電源,是耐用的LDO係列,提供多種整合特性,如故障保護和熱過載。NCV85xx是微功耗LDO係列,提供2.5 V、3.3 V、5 V、8 V和10 V可調輸出和固定輸出,采用多種形式的熱增強封裝。
NCV86xx與標準靜態電流LDO管腳兼容,靜態電流極低,可達33 μA<Iq<50 μA;NCV87xx具有超低靜態電流Iq<33 μA,與極低靜態電流LDO管腳兼容。
2)電機驅動產品
安森美半導體NCV7703集成了三組獨立的半橋,通過標準SPI通信可配置用作高邊、低邊與H橋,適用於汽車直流電機控製應用。NCV7703在睡眠模式下擁有極低靜態電流,僅為1µA;最低工作電壓5V;3組高邊與低邊可連接為半橋、H橋。其它特性包括兼容5V與3.3V係統;0.5A連續工作電流(峰值1A),Rdson典型值為0.8Ω;過壓、欠壓鎖定;故障反饋;1.4A過流閾值檢測,可選擇性關斷;3A自動關斷限製;過溫報警與保護;ESD保護達到6kV。
NCV7707是一款汽車車身控製係統功率驅動芯片,用於控製車前門負載,能夠控製後視鏡功能,例如後視鏡位置、加熱與折疊,包括電防眩目後視鏡。此外,集成了門鎖與安全鎖H橋驅動和四組燈驅動。NCV7707的主要特性包括集成PWM發生器;可用於電防眩目後視鏡控製,氛圍燈調節,高級的短路處理,用於電機輸出的PWM。附加值包括PWM高靈活性;氛圍燈調節;快速電防眩目後視鏡調節時間;能驅動大功率鎖。
NCV7707電防眩目後視鏡控製方案如圖3所示。電防眩目由NCV7707控製,SPI控製電防眩目後視鏡;集成6位DAC與亮度控製邏輯;集成放電低邊;校驗診斷功能。

圖3:NCV7707電防眩目後視鏡控製方案
NCV7710是一款汽車車身控製係統驅動芯片,集成了H橋用於控製門鎖電機。NCV7710通過24位SPI控製,是NCV7707的簡化版。NCV7710的主要特性包括高級短路處理;用於電機輸出的PWM;用於控製與診斷的SPI接口。附加值在於能驅動大功率鎖,硬件、軟件與NCV7707兼容。
3)燈泡/繼電器驅動產品
NCV7608是一款通用集成驅動,集成8組輸出可作為高邊或低邊隨意使用,每通道能提供350mA驅動電流,可驅動不同類型的電機及負載,如燈泡、LED和繼電器等。NCV7240是一款8通道低邊驅動,每通道提供600mA驅動能力,輸出采用16位SPI控製,提供方便的故障報告,包括開路、短路、過載與過溫。此外,通過INx引腳可並行控製輸出,一個專用的limp-home模式引腳(LHI)使能OUT1-OUT4,同時關閉OUT5-OUT8。
SmartFET用於外部負載的高/低邊驅動,安森美半導體提供的汽車級高/低邊智能FET器件有NCV8401A、NCV8402A、NCV8402AD、NCV8403A、NCV8405A、NCV8406A、NCV8408、NCV8440A等低邊驅動器,以及NCV8450A、NCV8452、NCV8460A、NCV8461等高邊驅動器。這些器件配有保護MOSFET,並在其基礎上增加了多種保護功能。
4)通信電路產品
NCV7340-3高速低功耗CAN收發器依靠ISO11898-2標準連接CAN控製器到CAN高速總線。該芯片是較大的網絡理想選擇,通過使用Vsplit功能穩定總線,並能進入低功耗模式減少總功耗。其主要特性包括提供係統級的ESD保護,耐壓達到±12kV;與AMIS42665具有相同的功能和性能;改善了EMI性能。
NCV7425是一款係統基礎芯片(SBC),集成了LIN v2.1收發器和LDO,符合高性能、可靠性與低成本需求,提供3.3V及5V的輸出選擇,支持150mA的負載。其附加值在於相比分離器件增加了係統可靠性,減少了BOM降低了成本。[page]
分散式門控模塊解決方案
安森美半導體公司針對分散式門控模塊專門開發了功率級驅動芯片NCV7462與NCV7707。NCV7462是一款係統基礎芯片,集成了CAN和LIN 收發器、2組LDO、2路帶有運放的低邊繼電器驅動、5組高邊驅動,符合高性能、可靠性和低成本需求。NCV7462的主要特性體現在它是高集成SBC器件,集成了CAN/LIN收發器、整流器、穩定的驅動、看門狗等功能,還能為客戶帶來增加係統可靠性的附加值。NCV7707專用於控製前車門負載,包括後視鏡位置、加熱和折疊,除此之外,還有兩組半橋用於控製鎖電機,以及4組高邊輸出驅動燈泡。

圖4:分散式門控模塊示意圖
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LDOVR1向微處理器uC供電。微處理器uC通過SPI通信控製NCV7462與NCV7707,同tong時shi讀du取qu其qi狀zhuang態tai信xin息xi。這zhe些xie器qi件jian已yi提ti供gong了le完wan善shan的de故gu障zhang檢jian測ce及ji保bao護hu功gong能neng,因yin而er避bi免mian了le采cai用yong過guo多duo的de分fen立li元yuan件jian,大da大da減jian小xiao了le模mo塊kuai的de體ti積ji,並bing提ti高gao了le模mo塊kuai的deEMC(電磁兼容)特性。

圖5:NCV7462與NCV7707高度集成分散式門控解決方案
總結
zuoweitigongqichedianzigaonengxiaobandaotijiejuefangandelingxiangongyingshang,ansenmeibandaotiyunyongxianjinjishuhefengfujingyanweikehuchemenshejitigonglewanshandejiejuefanganhefengfudeqijianxuanxing。wulunshijizhongshimenkongshejihaishifensanshisheji,ansenmeibandaotidounengtigonggezhongchanpin,baokuodianyuanLDO、不同負載驅動器、滿足CAN、LIN和FlexRay等不同車載網絡協議的收發器產品、功能高度集成的SBC芯片等,為滿足客戶的不同設計需求提供了全麵保障。
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