技術分享:用繼電器如何設計車窗/天窗?
發布時間:2015-01-18 責任編輯:sherryyu
【導讀】汽車電動車窗和天窗主要由升降控製開關、電動機、升降機構和繼電器等組成,它是利用開關控製電動機的電流方向,實現車窗和天窗的升(關)降(開)。本文分享一款基於繼電器MLX81150的車窗/天窗設計。
車(che)窗(chuang)和(he)天(tian)窗(chuang)電(dian)動(dong)機(ji)都(dou)是(shi)雙(shuang)向(xiang)的(de),通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)輸(shu)入(ru)電(dian)樞(shu)繞(rao)組(zu)的(de)電(dian)流(liu)方(fang)向(xiang)使(shi)電(dian)動(dong)機(ji)以(yi)不(bu)同(tong)的(de)方(fang)向(xiang)旋(xuan)轉(zhuan)。每(mei)個(ge)車(che)窗(chuang)和(he)天(tian)窗(chuang)都(dou)有(you)一(yi)個(ge)電(dian)動(dong)機(ji),是(shi)一(yi)種(zhong)不(bu)直(zhi)接(jie)接(jie)地(di)型(xing)電(dian)動(dong)機(ji)。所(suo)有(you)電(dian)動(dong)車(che)窗(chuang)都(dou)有(you)兩(liang)套(tao)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)置(zhi)如(ru)圖(tu)一(yi)所(suo)示(shi),一(yi)套(tao)為(wei)總(zong)開(kai)關(guan),可(ke)由(you)駕(jia)駛(shi)員(yuan)通(tong)過(guo)總(zong)控(kong)製(zhi)開(kai)關(guan)操(cao)縱(zong)四(si)個(ge)車(che)窗(chuang)的(de)升(sheng)降(jiang);另(ling)一(yi)套(tao)為(wei)分(fen)開(kai)關(guan),分(fen)別(bie)裝(zhuang)在(zai)每(mei)個(ge)車(che)窗(chuang)中(zhong)部(bu),可(ke)由(you)乘(cheng)客(ke)操(cao)縱(zong)身(shen)邊(bian)車(che)窗(chuang)的(de)升(sheng)降(jiang)。總(zong)開(kai)關(guan)和(he)分(fen)開(kai)關(guan)互(hu)不(bu)幹(gan)涉(she),均(jun)可(ke)獨(du)立(li)控(kong)製(zhi)。而(er)天(tian)窗(chuang)通(tong)過(guo)駕(jia)駛(shi)員(yuan)操(cao)作(zuo)開(kai)關(guan)遠(yuan)程(cheng)控(kong)製(zhi)天(tian)窗(chuang)的(de)開(kai)關(guan)。

圖1、 車窗/天窗控製結構圖
汽車車窗和天窗是LIN總線的完美應用,尤其是駕駛員通過總控製開關操縱四個車窗的升降。當駕駛員操作車窗的開關時,中央ECU單元會通過LIN總線向對應的MXL81150發送指令,MXL81150接受到指令時會控製電機啟動實現車窗或天窗的升(關)降(開)。

圖2、 MCU與MLX81150通訊控製電機示意圖
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MLX81150有2個獨立的、完全集成的繼電器驅動器,可用來驅動繼電器控製直流電機,操縱電機的正反轉實現車窗和天窗的升(關)降(開),如圖三所示。

圖3、 MLX81150繼電器驅動原理圖
MLX81150有四個功率FET柵極驅動器,可用來驅動全橋控製直流電機,操縱電機的正反轉實現車窗和天窗的升(關)降(開),如圖四所示。

圖4、 MLX81150 全橋驅動原理圖
MXL81150主要性能:
• 集成有一個高性能16位嵌入式閃存微控製器,具有32K字節的閃存容量,可滿足一些特定的電機控製應用要求,內置的4位中央處理器則能夠完全處理LIN協議;
• 在小巧的封裝內集成了許多對於電機控製非常關鍵的外部元件,減少芯片外圍電路,減小PCB設計,降低了物料清單成本以及係統消耗的功率;
• 帶有一LIN通信接口,通過LIN接受指令,控製電機的啟動/停止,使得可以遠程通信控製車窗/天窗的升(關)降(開);
• 帶有兩個繼電驅動器和四個功率FET柵極驅動器,可以選擇驅動繼電器或全橋控製電機,通過PWM實現電機調速;
• 帶有一個用於連接霍爾傳感器的接口,通過霍爾傳感器確定車窗/天窗的位置;
• 帶有電流檢測接口,通過檢測電機運行電流的大小來實現防夾功能;
• 內部EEPROM用來存儲車窗和天窗的位置參數;
• 休眠時的工作電流僅30uA;
• 正常工作電壓範圍5.5V—18V,芯片工作電壓低至3.9V;28V的啟動條件,45V的過壓保護;
• 溫度範圍為-40℃ - 150℃;
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