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&&［原创］安森美车身控制模块解决方案
［原创］安森美车身控制模块解决方案
时间： 15:15:09&&&&&&来源：安森美半导体公司
随着人们对乘车环境舒适性要求不断提高，汽车电气设备不断增加，汽车电气系统变得日益复杂，设备控制和故障诊断难度逐步加大。车身控制器的复杂性和可靠性日益突出。车身控制系统功能主要包括电动车窗控制（带有防夹功能）、中央集控锁（带有遥控功能）、防盗报警、电动后视镜、雨刮器／洗涤泵控制及后视镜除霜等。根据不同的通信要求，采用CAN总线或LIN总线通信。在分析车身控制器主要组成部分和功能需求的基础上，安森美半导体针对车身控制的电子器件，包括低静态电流电源、高边和低边驱动、CAN和LIN总线收发器和用于车门控制的集成芯片，为设计人员提供低成本、高可靠性的设计参考。车身控制模块系统车身控制模块系统框图如图1所示。主要模块如下所示：图1 车身控制模块系统框图&#8226;喇叭开关&#8226;雨刮停止位置开关（1个信号）&#8226;危险警报开关（1个信号）&#8226;组合开关（11个信号）&#8226;发动机罩盖状态开关（1个信号）&#8226;车门状态开关（4个信号）&#8226;行李箱盖状态开关（1个信号）&#8226;左前门锁状态开关（1个信号）&#8226;行李箱请求开关（1个信号）&#8226;中央门锁开关（2个信号）&#8226;制动灯开关（1个信号）&#8226;喇叭继电器&#8226;大灯清洗电机&#8226;前雨刮电机&#8226;后雨刮电机&#8226;左转向灯&#8226;右转向灯&#8226;前后室内灯、闪灯&#8226;行李箱灯&#8226;TNS继电器&#8226;远近光灯继电器&#8226;日间行车灯&#8226;左前雾灯继电器&#8226;右前雾灯继电器&#8226;左前门锁电机&#8226;其他三个门锁电机&#8226;行李箱锁电机&#8226;左后尾灯LED驱动模块&#8226;右后尾灯LED驱动模块&#8226;左前车窗模块&#8226;遥控接收模块-遥控器&#8226;LS_CAN控制模块-其他CAN节点&#8226;LIN接口-雨量光线传感器、前天窗电源设计典型的电源设计如图2所示。汽车级LDO策略，即完全支持汽车应用特性，包括一级、后级供电产品。参考设计中，静态电流8&A~200&A，输出电压0.7V~10V，需要适用于低ESR电容，输出电流为100mA~3A。图2 电源设计安森美半导体的NCV8668器件，适用于汽车的安全气囊、车身电子、制动系统、娱乐、导航和发动机控制单元等应用。NCV8668的独有特点有低静态电流-40℃~125℃，最高44&A；3.3V，2.5V输出电压有效；延时时间可调；符合最大静态电流100&A要求。其他特性包括正常电池电压范围内，输出电流100mA时输出电压精度±1.5 %；工作电压范围内，最大输出负载时输出电压精度±2%；结温-40℃~150℃。安森美半导体的NCV8669器件，适用于汽车安全气囊、车身电子、制动系统、娱乐、导航和发动机控制单元等应用。NCV8669的独有特点有低静态电流 -40℃~125℃，最高50&A；符合最大点火关闭电流（100&A）。其他特点输出电压精度±2.0%；维稳电容： 低ESR 2.2&F；内置汽车保护特征（45V瞬态抑制、电流限制、热关断）；结温-40℃~150℃。安森美半导体的NCV8772器件适用于汽车安全气囊、车身电子、制动系统、娱乐、导航和发动机控制单元等应用。NCV8772的独有特点有极低静态电流-40℃ ~125℃，≤ 30 &A；关闭时Iq≤1&A；通过逻辑引脚延时时间可选（D2PAK 7 Leads only）；符合最大点火关闭电流100&A。其他特性包括输出电压精度：±1.5%；维稳电容：低ESR 1&F；内置汽车保护特征（45V瞬态抑制、 电流限制、热关断）；结温-40℃~150℃。安森美半导体的NCV887600是一款非同步BOOST控制器，用于保证车辆起停运行期间最小供电电压。NCV887600的独有特点有运行电压范围2V~40V，低于7.2 V时使能；45V抛载承受能力；结温-40℃ ~150℃。其他特性包括输出电压精度：±2.0%；低关机电流：< 10&A Typ.；内部设置工作频率（工厂可调）；可调电流限值，内部软启动和斜坡补偿；Boost模式运行电源：6.8V；峰值电流模式控制。NCV887600汽车级起停非同步BOOST控制器原理图如图3所示。在车辆起停期间电池电压跌落，输出电压降低时，用于维持最小工作电压。正常电池电压下器件处于低Iq睡眠模式。当VOUT下跌，低于设置点V2时唤醒，当输出电压VOUT减少到点V3时控制工作，当输出电压VOUT超过设置点V1进入睡眠模式。
图3 NCV887600汽车级起停非同步BOOST控制器原理图车门负载驱动设计车门负载驱动设计门控模块分为集中式和分布式两种，如图4所示。
图4 集中式和分布式车门负载驱动设计门控模块安森美半导体的NCV7703集成了三组独立的半桥，通过标准SPI通信可配置用作高边、低边与H桥。NCV7703适用于汽车直流电机控制应用。NCV7703的主要特性有睡眠模式极低静态电流：1&A；最低工作电压：5V；3组高边与低边可连接为半桥、H桥。其他特性有兼容5V与3.3V系统；0.5A连续工作电流（峰值1A）Rdson=0.8&#8486;(典型值)；过压、欠压锁定；故障反馈；1.4A过流阈值检测，可选择性关断；3A自动关断限制；过温报警与保护；ESD保护6kV。安森美半导体的NCV7707是一款汽车车身控制系统功率驱动芯片，用于控制车前门负载，能够控制后视镜功能，例如后视镜位置、加热与折叠，包括电防眩目后视镜。此外，集成了门锁与安全锁H桥驱动,四组灯驱动。NCV7707主要特性有集成PWM发生器；电防眩目后视镜控制；氛围灯调节；高级的短路处理；用于电机输出的PWM。附加值包括PWM高灵活性；氛围灯调节；快速电防眩目后视镜调节时间；能驱动大功率锁。NCV7707电防眩目后视镜控制方案如图5所示。电防眩目由NCV7707控制功能有SPI控制电防眩目后视镜；集成6位DAC与亮度控制逻辑；集成放电低边；校验诊断功能。图5 NCV7707电防眩目后视镜控制方案图森美半导体的NCV7710是一款汽车车身控制系统驱动芯片，集成了H桥用于控制门锁电机。NCV7710通过24位SPI控制，是NCV707的简化版。NCV7710的主要特性有高级短路处理；用于电机输出的PWM；SPI接口，用于控制与诊断。安森美半导体的NCV7462是一款系统基础芯片，集成了CAN和LIN 收发器、2组LDO、2路带有运放的低边继电器驱动、5组高边驱动，符合高性能、可靠性和低成本需求。主要特性为高集成SBC器件，包括CAN/LIN收发器、整流器、稳定的驱动、看门狗。而器件的附加值是增加系统可靠性。其他负载驱动设计
其他负载驱动设计，其中有安森美半导体的NCV7608，它是一款通用集成驱动，集成8组输出可作为高边或低边随意使用。NCV7240是一款8通道低边驱动，每通道提供600mA驱动能力，输出通过SPI控制，提供方便的故障报告，包括开路、短路、过载与过温。此外，通过INx引脚可并行控制输出，一个专用的limp-home模式引脚（LHI）使能OUT1-OUT4，同时关闭OUT5-OUT8。CAN收发器安森美半导体的NCV7441-1是一款CAN转发器。为了构成一个双向信号转发器，两个CAN收发器通过一个内部逻辑模块连接。某一个总线上接收的显性信号自动地转发到另一个总线。此外，CAN控制器可以通过标准引脚TxD/RxD连接，另一对引脚(Text/Rint)用于连接2个CAN转发器在一起，因此共连接4路CAN通道。两组片上CAN收发器可以分别关闭。在关闭状态，总线被监控以便于通过一个专用的高阻输出信号RXW远程唤醒。器件的独有特性有两组高速CAN收发器兼容ISO11898-2与ISO11898-5和转发器功能。它的作用是在不同CAN总线节点间通信，是不影响无故障的总线节点之间通信，同时隔离故障的CAN器件，确保长距离通信CAN信号完整性。问答选编&问：请问在较低的电压下，防接反二极管是什么二极管？压降是多少？答：防反接二极管选择反向击穿电压60V以上，压降越低越好。问：市场上MCU内嵌CAN总线模块，请问贵公司的CAN收发器有哪些优势？答：之所以有独立的CAN收发器，是因为单片机的ESD，和EMC/EMI性能达不到汽车OEM的规范要求。安森美 的CAN收发器目前可以达到15KV ESD，不用加共模电和TVS器件就可以通过C&S认证。问：LDO输出端接的电容有什么要求？答：一般的单独使用陶瓷电容就可以满足，如果输出电容需要很大容值，则应有低ESR的电容与电解电容并联。问：请问高边控制与低边控制有什么区别？各有哪些优势？答：高边是控制开关先接电源再接负载。高边驱动的成本要高于底边驱动，一些安规要求的部分，需要用高边驱动以防止负载短路接地后引起一些问题。问：请问电源的睡眠状态指的是哪个时间段？车进了车库后，安全监控系统又开始工作了，这个时候是最小电流吗？答：监控不是一直工作的，是间隔一定时间后查一次（例如50ms查一次），睡眠电流是查完后系统进入低功耗睡眠模式，这个电流是小电流。问：请问电容的ESR是反映什么性能的指标?答：瑞ESR反映的是等效串联阻抗。问：请问ECU是指什么？答：ECU是指发动机电喷控制单元。问：防反接MOS管的具体使用方法是什么？答：以NCV7707为例，引脚CHP内部为充电泵，用于给MOS管的基极充电控制MOS管打开。由于MOS管内部寄生二极管，可以在MOS管导通前给NCV7707供电，使NCV7707充电泵工作。问：请问车身电子系统是如何接地的？这次在线座谈介绍的这些芯片和系统的防静电措施有哪些？答：通常OEM会定义多处车身接地点，不同的控制模块的要求不同。安森美有外部I/O保护TVS产品，CAN/LIN总线上使用的NUP1105和MMBZ27。问：请问有几种接口步进电机控制和驱动芯片？答：有IIC SPI和LIN三种接口的步进电机驱动芯片。比如NCV30622为IIC、 NCV70522为SPI、NCV30623为LIN。问：NCV7077芯片最大功率驱动是多少？答：NCV7707有多路输出，每路输出大小会不同，Out4~Out5路可以输出6A能力。问：LIN到CAN的转换怎么解决？答：LIN到CAN的转换需要网关转换。LIN是12V电平，CAN是2.5V差分信号。。问：NCV7077芯片控制响应的反应速度多少？答：NCV7077芯片控制响应的反应速度可以达到2V/μs,最大到3V/μs。问：请问上电后，在NCV7077芯片初始化前，芯片输出引脚是什么状态？答：芯片输出引脚处于关闭状态。问：NCV7707的最高工作电压是多少？答：NCV7707的最高工作电压是28V，电压工作范围是5.5V ~28V。表1 汽车级智能FETs参考表
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　　可控硅模块是由它pnpn四层半导体构成的元件，有三个电极，阳极a，阴极k和控制极g所构成的，它在应用上的作用其实也是与其结构有不少的联系的，那么今天我们就来跟大家探讨一下它在电路中的作用有哪些吧。
　　可控硅模块在电路中能够实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流，并且不象继电器那样控制时有火花产生，而且动作快、寿命长、可靠性好。在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中都有它的身影。
　　可控硅模块分为单向的和双向的，符号也不同。单向可控硅有三个pn结，由最外层的p极和n极引出两个电极，分别称为阳极和阴极，由中间的p极引出一个控制极。
　　然而单项的可控硅模块具有其独特的特性：当阳极接反向电压，或者阳极接正向电压但控制极不加电压时，它都不导通，而阳极和控制极同时接正向电压时，它就会变成导通状态。一旦导通，控制电压便失去了对它的控制作用，不论有没有控制电压，也不论控制电压的极性如何，将一直处于导通状态。要想关断，只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向。
　　双向的可控硅模块的引脚多数是按t1、t2、g的顺序从左至右排列（电极引脚向下，面对有字符的一面时）。加在控制极g上的触发脉冲的大小或时间改变时，就能改变其导通电流的大小。
　　与单向的区别是，它的g极上触发脉冲的极性改变时，其导通方向就随着极性的变化而改变，从而能够控制交流电负载。而单向的经触发后只能从阳极向阴极单方向导通，所以它才有单双向之分。
　　以上内容中我们可以发现，可控硅模块在电路中的作用其实也是有不同的，造成这样的原因是什么呢？其实主要是由于它在种类上的区别，以及它在使用上的不同等，我们可以很大程度的决定它的作用。采购可控硅欢迎访问西安瑞新阿里晶闸管旺铺（https://shop6.1688.com）
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