面向電動(dòng)車(chē)窗應用的集成嵌入式功率半導體

　推動(dòng)電動(dòng)車(chē)窗電控單元采用高度集成解決方案的因素

　　如今，電動(dòng)車(chē)窗已成為汽車(chē)標準功能之一。即使在成本至上的新興市場(chǎng)，它也是影響購車(chē)者決定的最重要因素之一。多數購車(chē)者都將電動(dòng)車(chē)窗視為必備的舒適功能，因此汽車(chē)廠(chǎng)商都將其作為一種基本功能。

　　當前車(chē)門(mén)正沿著(zhù)模塊化、輕型化方向發(fā)展，另一個(gè)發(fā)展趨勢是加裝側安全氣囊。隨著(zhù)車(chē)門(mén)結構發(fā)生變化，車(chē)門(mén)腰線(xiàn)的負載規格也相應提高，以實(shí)現出色的碰撞性能。性能的增強與添加安全氣囊極大刺激了對小尺寸車(chē)門(mén)/電動(dòng)車(chē)窗ECU（電控單元）的需求。更高的半導體集成度是管理防夾等復雜功能的關(guān)鍵，同時(shí)也滿(mǎn)足了小型、輕量要求。

　　車(chē)窗防夾功能也適用于天窗模塊，該模塊和車(chē)窗共用相同的車(chē)窗舉升機制。

　　epower TLE7810G的優(yōu)勢

　　英飛凌提供的嵌入式功率（ePower）半導體TLE7810G主要應用于電動(dòng)車(chē)窗，采用單一封裝，內含兼容標準8051內核的8位微控制器，同時(shí)搭載片上調試支持和系統基礎芯片（SBC）。SBC搭載符合LIN2.0/ SAEJ2602標準的LIN收發(fā)器、低壓降穩壓器與兩個(gè)低側開(kāi)關(guān)（繼電器驅動(dòng)器）和為外部霍爾傳感器供電的電源，另外還提供高側驅動(dòng)器，用于驅動(dòng)發(fā)光二極管。

圖1 TLE7810G框圖

　　此集成電路是采用PDSO-28封裝的多芯片模塊（MCM），經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設計，適用于嚴酷的汽車(chē)環(huán)境。

　　該8位微控制器具備16KB片上閃存，可處理多個(gè)控制任務(wù)，其中包括車(chē)窗防夾功能。自2008年10月起，美國境內生產(chǎn)的車(chē)輛必須具備此功能，很快將有多個(gè)國家效仿這種作法。目前，許多汽車(chē)廠(chǎng)商已在新款車(chē)內加裝了此功能。

　　車(chē)窗升降器屬于高電流裝置，而目前的乘用車(chē)大部分仍采用繼電器驅動(dòng)電動(dòng)車(chē)窗電機。為了滿(mǎn)足這種情況，TLE7810G內嵌兩個(gè)繼電驅動(dòng)器，控制驅動(dòng)電動(dòng)車(chē)窗電機的外部繼電器。

　　此外，TLE7810G還集成了LDO（低壓降）穩壓器，負責為霍爾傳感器供電?；魻杺鞲衅魍ǔ０惭b在車(chē)窗防夾系統內，用于檢測車(chē)窗的速度/扭矩和位置。

　　高度整合的單一封裝大大降低了PCB占位空間，使其能夠安裝在更?。ǜ阋耍┑耐鈿?。同時(shí)，芯片的靜態(tài)電流消耗極低，可滿(mǎn)足現今電動(dòng)車(chē)窗/車(chē)門(mén)模塊的苛刻要求。

　　這類(lèi)芯片還內嵌LIN收發(fā)器，以滿(mǎn)足逐漸流行的分散式架構要求，即每個(gè)車(chē)窗由專(zhuān)門(mén)的ECU控制。通過(guò)連接LIN總線(xiàn)，可實(shí)現分散式模塊方案，從而大幅減少布線(xiàn)數量和整體重量。

圖 2 顯示分散式車(chē)身控制架構

　　相對于微控制器、收發(fā)器、繼電器驅動(dòng)器和穩壓器等各個(gè)分立式裝置，這種高度集成解決方案另一個(gè)突出優(yōu)勢是節省芯片封裝成本。對電動(dòng)車(chē)窗ECU的一級供應商而言，采用高度集成的ePower解決方案，可獲得因組件減少帶來(lái)的更高可靠性、出類(lèi)拔萃的庫存管理和更高的生產(chǎn)組裝效率。

　　TLE7810G還具備5個(gè)喚醒輸入，LIN收發(fā)器可經(jīng)受高達4kV的靜電放電。

　　需要滿(mǎn)足的主要技術(shù)要求