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前车门控制器解决方案

作者: 时间:2014-01-10 来源:网络 收藏

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NCV7462内部集成了两路5V线性稳压器VR1、VR2。其中VR1输出精度2%,输出电流250mA,用于微处理器供电;VR2输出精度2%,输出电流50mA,用于外部传感器供电。当模块不需要工作时可以进入待机或休眠模式,关闭VR1或VR2,降低功耗。待机模式下,最大静态电流为80uA;休眠模式下,总静态电流的最大值60uA,参考电路如图3所示,外围只需加一个2.2uF陶瓷电容。

3. CAN收发器电路

NCV7462内有一个高速CAN收发器模块,兼容ISO11898-2和ISO11898-5标准。该模块使用两组供电路径——

* 通过引脚VCC_CAN供电:在正常模式下,准备收发数据;
* 通过内部整流器供电:在待命模式和睡眠模式下,收发器监控总线远程唤醒。

为了保证CAN收发器正常工作,VCC_CAN外部需要一个2.2uF退藕电容。如果使用分裂终端(Split Termination)电压源,其VSPLIT(分裂终端电压)引脚可稳定闲置总线电平,进一步改善电磁辐射(EME)性能。

NUP2105L CAN总线保护器是一个27伏(V)的2双向瞬态电压抑制器(TVS),用以保护高速和容错CAN网中的收发器免受EMI和ESD的影响。此器件符合ISO 11898-2物理层规范,并且超过了抑制ESD和EMI的行业标准,非常适合用于数据传输速率高达1Mbit/sec的系统。

4.LIN收发器电路

内置的LIN收发器是LIN总线物理层与LIN协议控制器的界面,兼容LIN2.1与J2602规范。与CAN收发器不同,LIN由VS引脚唯一供电。

LIN收发器提供两种斜率模式,通过SPI位“LIN_SLOPE”配置。默认模式为正常斜率模式,收发器收发数据速度可达20kB,与LIN2.1规范一致。低斜率模式下,LIN总线上的信号转换率降低(上升沿与下降沿变长),可以降低EMC辐射。LIN总线最大速率降为10kB,该模式用于低速通信。

NUP1105L LIN总线保护器是一个27V的单个双向TVS,用以保护LIN或单线CAN网络中的收发器免受EMI和ESD的影响。此器件把抑制EMI和ESD的水平提高到SAE J2411和ISO 7637-3规范之上,这将提高网络在严酷的汽车和工业环境中的可靠性。

5.NCV7462输出级

NCV7462 OUT_HS为高边,可驱动5W灯泡;OUT1-4为高边开关,可用于驱动LED或按键开关。OUT_HS与OUT1-4一样具有各种保护功能,包括过流保护和电流限值、欠载检测、热保护和VS欠压、过压保护。此外,OUT_HS可以配置旁路过流保护模式(过流自恢复),防止负载要求较大初始驱动电流,例如白帜灯泡的冲击电流。当OUT_HS过流时间超过Tblank_OLD_OUT_HS(typ.120us),SPI状态位将被锁定,同时输出被关断。如果SPI控制位“OUT_HS_OCR”设为高。在时间Tflt_OCR(typ.400us)后,SPI状态位“OUT_HS_OC”没有变化,OUT_HS将自动再生。若过流持续存在,OUT_HS进入周期振荡,高电平约为120us,低电平约为400uS。当负载被认为稳定(例如,灯泡变热),微处理器uC软件将关闭自动恢复功能。

6.电动车窗驱动电路

电动车窗系统的每个车门都有一个车窗玻璃升降机构,采用直流永磁电机来驱动。电机的尺寸非常小,可以安装在车门里面,并且带有一套减速机构,用来增加输出扭矩、减小输出转速。电机转动方向(即车窗的上下移动)通过改变输入电压的极性来实现,车窗升降速度取决于输入电压的大小。电动车窗驱动电路如图4所示。

(1)车窗升降继电器驱动电路

由于继电器比智能H桥芯片的成本低,目前仍在车窗驱动电路中广泛应用。车窗控制系统由微控制芯片uC通过SPI通信控制NCV7462集成的2路低边驱动(LS1/2)驱动继电器,再由继电器组成的H桥来操纵车窗上升或下降。低边驱动LS1/2的通态电阻典型值3.3Ω,驱动电流可达0.5A,足以驱动继电器可靠动作。如果驱动电流超过过流限值时间Tfilt_OLD_LS1/2(典型值 60us),驱动关闭,同时锁定SPI状态寄存器。只有当相应SPI标志位被读取和清除,才可以再次使能。

(2)车窗升降电流采样设计

由于车窗升降电机轴负载转矩变化率对障碍物是非常敏感的,其阈值可以作为障碍物检测的判断指标。根据直流电机负载转矩与电枢电流之间的线性关系,本文采用测量电枢电流来间接得到电机负载转矩的测量方案。采样原理如图4所示。

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流过电机电枢的电流经过电阻Rs采样后,输入到NCV7462集成运放OP1同相输入端,经放大后输入微处理器uC的A/D通道,其值为:

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由式3可以看出,直流电机的电枢电流与A/D转换结果之间是线性关系,因此,电机轴负载转矩与A/D转换结果之间也是线性关系。通过图5得到验证,输入微处理器uC 的A/D通道电压v(t)与电枢电流i(t)之间的线性关系。

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