英飞凌车门模块的驱动策略综述
至今采用继电器的策略仍在被广泛使用，主要原因是硬件成本较低、技术成熟并且能很好地处理大电流。然而，该策略也有许多缺点为人们所知：
1．继电器解决方案需要较多的外部元件组成基本电路，如保险丝、前置驱动器(一般是一对达林顿管)和飞轮二极管；
2．继电器不能为自身和整机提供任何保护；
3．继电器自己没有任何诊断功能。它需要分流电阻和运放等外部器件才能实现电流监测；
4．继电器解决方案无法实现PWM控制；
5．通常继电器本身体积比较大，需要保险丝盒；
6．作为一种移动部件，继电器的机械可靠性较低；
7．当要求开关次数较多(如转向灯应用)时，继电器的电子寿命很有限；
8．保险丝和继电器解决方案发热比较大，因为继电器线圈和触点以及保险丝本身和分流电阻都有较大的功率损失。
智能开关和桥的出现为解决以上问题打开了大门。一些新的器件，如英飞凌的NovalithIC，可以为大电流电机驱动设计提供合适的解决方案。
BTS7960是NovalithIC全集成大电流半桥系列产品中的第一位成员，它在一个TO-263封装中包含了三个独立的芯片：一个p沟道MOSFET作为其高侧基片，一个n沟道MOSFET作为其低侧基片，还有一个驱动器芯片。这三个芯片利用芯片堆叠(chip-on-chip)和芯片相邻(chip-by-chip)技术安装在一个共同的引线框架(lead-frame)内。
BTS7960的路径RDS(ON)在25℃时为17毫欧，其p沟道和n沟道MOSFET采用不同的工艺制造，从而保证了高侧和低侧开关的快速开闭，还可避免出现交叉电流。这种设计有别于使用电荷泵、最大开关频率有限的大多数桥，因此有助于实现高频PWM控制方案和一些新的功能，如“软”开/关窗户，并具有很好的EMI性能。
驱动器IC直接与微控制器相连，可执行全面的保护和诊断功能。保护功能包括限流、欠压/过压闭锁、过温和完全短路保护。诊断功能包括故障状态标志和电流监测，后者在实现防夹断策略时通常是必需的。一些特殊功能如集成的空载时间产生也被集成在里面以辅助直流电机驱动。
因此BTS7960是车门模块中带保护的大电流电机驱动应用中继电器方案的极佳替代品。用BTS7960驱动升窗电机等大型负载的典型应用电路如图2所示。
图2： BTS7960的一个典型应用电路。
小型负载驱动策略：ASSP还是标准芯片？
一般来说有两种方法驱动小型负载，如后视镜电机、灯、LED、后视镜加热线圈甚至锁门电机。第一种方法是使用专用的功率ASSP，第二种方法是使用分立的标准器件。
各种要求的汇总以及降低系统成本的强烈需求使得平台概念在车门模块这样的应用领域中越来越流行。为了满足这种需要，高度集成的功率ASSP十分理想。这种器件提供的优秀解决方案不仅能节省PCB面积和贴装设备成本，还能提高系统质量和良品率。同时，其巨大的产量也能有效地降低单元成本，进一步促进这种ASSP开发，并使它们成功商用化。另外，先进的半导体技术保证了ASSP能以可靠和高性价比的方式进行开发和制造。TLE8201R就是这样一款用于车门模块应用的功率ASSP。
TLE8201R包含用于驱动典型的前门系统中较小负载所必需的功率电路，这些负载包括门锁、后视镜折叠和调节电机、后视镜加热和4个5W的灯(如转向灯、安全灯、后视镜灯或控制面板照明灯)。TLE8201R是采用英飞凌公司最新SPT6技术制造的单片集成电路，该技术融合了混合技术与先进的大功率镀铜和侧面DMOS工艺。这种技术有较低的导通电阻、更高的电流容量和更强的可重复钳位鲁棒性。
TLE8201R的另外一个重要特性是嵌入式标准串行外设接口(SPI)。SPI不仅可以节省微控制器的I/O管脚数量，而且能够灵活控制功率电路，通过错误标志快速进行详细的故障诊断。这种诊断功能包括对每个单独通道进行过载或负载开路检测，对整个器件进行温度预警及电流检测输出。还有各种保护功能，如短路和过温保护。两个直接PWM通道可以用来实现诸如“软”启动/停止后视镜加热、车内照明的剧院灯光效果或在控制面板背光灯应用中补偿LED亮度等级等功能。采用的DSO-36封装包含了具有较低热阻的全尺寸散热片，可确保模块在正常条件甚至最坏环境下正常工作。图3是采用TLE8201R的一个车门模块设计例子。
图3： 采用TLE8201R的一个完整车门模块的框图。
与车门模块专用功率ASSP相比，多个标准芯片解决方案在系统配置中更加灵活，特别是在一些负载(如后视镜折叠)不需要时。设计师可以更自由地选择完全匹配每个负载特性的各个驱动器。这些驱动器可以是基于继电器的器件或智能器件。
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