车身控制模块设计要求及安森美半导体解决方案

时间:2014-03-01来源:网络


安森美半导体身为全球领先的高性能、高可靠性硅解决方案供应商,更为汽车车身控制网络应用推出一款超高集成度的芯片——NCV7462。这款芯片集成了线性稳压器、CAN收发器、LIN收发器、看门狗(WD)电路、低边驱动及高边驱动,将所需外部元件数量减至极少,仅占用极小的电路板空间,并帮助简化设计流程。

遥控上锁及开锁设计要求及解决方案

汽车中的遥控上锁及开锁的应用越来越普及。车身控制模块使用315 MHz(美国、日本)或433MHz(欧洲)频率,通过高频接收和发送来实现遥控上锁及开锁功能。这类应用中的设计难点在于设计阻抗匹配电路,从而使功率损耗降至最低。此类应用的通用要求包括低静态电流、提供睡眠模式、低发射功率、高接收灵敏度、低功耗及适宜的频率范围等。而安森美半导体的ON-53480高频收发器很好地满足这些设计要求,如静态电流低至小于1 µA,带有唤醒及睡眠检测功能,信号电平仅为10 dBm,接收灵敏度更是低于-100 dBm,且工作电流仅为10 mA,频率范围为280至343 MHz。

板外大功率负载驱动及方案比较

车身控制模块电路板需要为板外的一些大功率负载供电,这些负载包括汽车内部照明(5 W及10 W)、单向电机和汽车喇叭等。一种可选的方案是采用板内继电器。继电器的线圈属于感性负载,而感性负载在启动时需要比维持正常工作所需电流大的启动电流,且感性负载在接通电源或断开电源的瞬间会产生反向电动势。要驱动继电器,可以采用安森美半导体的NUD3124、NUD3160或NCV7608等继电器驱动器。


另一种方案是采用“预驱动器+MOSFET”来驱动板外大功率负载,其中预驱动器可以采用安森美半导体的NCV7513A,这器件支持并行端口及SPI端口通信,可编程,提供失效模式检测及短路和断路诊断功能。

第三种方案是采用SmartFET驱动。这是带保护的MOSFET,在MOSFET基础上增加了多种功能,如过压钳位、ESD保护、过流保护、过温保护、反压保护及高边和低边驱动。典型器件如低边驱动的NCV8401/2/3,及用于高边驱动(内部集成了升压电路)的NCV8450和NCV8460等。这三种方案的优缺点见表2。

应用于BCM的其它方案

除了上述板外大功率负载,汽车应用中常见的电动后视镜方面,可以采用安森美半导体的NCV7703来驱动其中的转向电机。这器件提供3个半桥输出,输出电流为0.6 A,最高达1 A,并具备自诊断功能,提供低静态电流、SPI通信及低压/过压/过温保护等特性。

此外,车身控制模块需要采集车门、车锁、组合开关等数十个信号,往往需要扩展MCU的输入端口,这就需要并行端口转串行端口的逻辑转换芯片,常用的是安森美半导体的8位移位寄存器MC14021B。

安森美半导体还为组合尾灯提供不同的解决方案。如NCV7680是一款8通道低边恒流驱动器,能以脉宽调制(PWM)方式设定尾部行车/刹车电流输出,而NSI45xx则是新推出的恒流线性稳压器(CCR),基于安森美半导体待批专利的自偏置晶体管技术,以低成本、强固等特点提供较高性能,着眼于替代一些汽车尾灯中使用的电阻型驱动器。

总结:

应用环境苛刻的车身控制模块(BCM)对元器件提出了更高的要求。本文探入探讨BCM设计在电源、车身网络及板外大功率负载驱动等多个方面的要求,并比较分析了一些领域中不同方案的优劣势。安森美半导体针身为全球领先的高性能、高能效硅方案供应商,针对车身控制模块等汽车应用提供具有强固保护特性、高可靠性、低静态电流的解决方案,如电源稳压器、总线收发器、高频收发器、继电器驱动器、预驱动器、电机驱动器、LED驱动器及MOSFET等,帮助设计人员为他们的BCM设计选择更佳的元器件方案,从而在市场上占据优势。

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关键词: 车身控制模块 蓄电池 BCM

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