前車(chē)門(mén)控制器解決方案
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隨著(zhù)汽車(chē)電子技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對汽車(chē)的操控性及舒適性需求不斷提升高。汽車(chē)車(chē)身中的電子設備越來(lái)越多，尤其是前車(chē)門(mén)模塊需要支持更多的功能，如電動(dòng)后視鏡折疊與調平、除霜器、中控門(mén)鎖、玻璃升降器、車(chē)燈乃至其它更多的高級功能等。電子車(chē)門(mén)系統廣義上分為兩種架構：一種是集總式控制，通過(guò)一個(gè)中心模塊控制和驅動(dòng)所有車(chē)門(mén)中的每個(gè)負載，這樣可降低整體成本，但增加了控制器的復雜性，而且控制過(guò)于集中、尺寸偏大，不利于安裝、布線(xiàn)和散熱。另一種采用分布式控制，每個(gè)車(chē)門(mén)內的負載由各自的ECU模塊單獨控制，也可由駕駛員側ECU通過(guò)CAN/LIN總線(xiàn)控制。在這種方案中，通常兩個(gè)前門(mén)ECU連接到CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，分別與后面兩個(gè)車(chē)門(mén)的ECU通過(guò)CAN或LIN總線(xiàn)通信。分布式方案結構簡(jiǎn)單，成本偏高，不過(guò)應用越來(lái)越廣泛。
在分布式方案中，如門(mén)鎖、后視鏡、車(chē)窗升降器和輔助照明等主要的車(chē)門(mén)功能由分布在各個(gè)車(chē)門(mén)上的模塊控制。而前車(chē)門(mén)模塊除了自身門(mén)鎖、車(chē)窗升降器功能外，還有外部后視鏡功能的控制。在新一代汽車(chē)外部后視鏡中，內置功能的數量大幅增加：轉向燈/閃光燈、車(chē)門(mén)外部燈、除霜器、后視鏡折疊與調節，甚至電動(dòng)防眩目。系統設計師面臨的挑戰是如何在更小的體積實(shí)現更多的功能，以及成本要求。
前車(chē)門(mén)控制模塊的整體設計
圖1是功能較全面的車(chē)門(mén)控制器原理框圖，主要由電源電路、電動(dòng)車(chē)窗驅動(dòng)電路、后視鏡驅動(dòng)電路、中央門(mén)鎖驅動(dòng)電路、車(chē)燈驅動(dòng)電路、CAN/LIN總線(xiàn)接口電路、霍爾傳感器輸入電路及按鍵接口電路等部分組成。其中微控制器uC用于控制所有功率器件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，同時(shí)對系統狀態(tài)進(jìn)行定時(shí)監控，接收合適的故障信號，并通過(guò)車(chē)載網(wǎng)絡(luò )CAN/LIN總線(xiàn)實(shí)現與中央車(chē)身控制器及其他車(chē)門(mén)控制器的故障信息和按鍵控制信息的交換，從而及時(shí)在用戶(hù)界面上顯示故障內容并對車(chē)門(mén)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，確保了行車(chē)安全。
本系統的硬件結構框圖如圖2所示，功率級芯片NCV7462與NCV7707直接由電池供電，外部電路需要有反極性保護電路。NCV7462內置的LDO VR1向微處理器uC供電。微處理器uC通過(guò)SPI通信控制NCV7462與NCV7707，同時(shí)讀取其狀態(tài)信息。這些器件已提供了完善的故障檢測及保護功能，因而避免了采用過(guò)多的分立元件，大大減小了模塊的體積，并提高了模塊的EMC(電磁兼容)特性。
1.反極性保護電路
為了保證驅動(dòng)電流，NCV7462與NCV7707內部功率驅動(dòng)器均通過(guò)VS連接至汽車(chē)12V電源線(xiàn)，因此要求配備外部反極性保護。NCV7462外部負載功率較小，通過(guò)串接二極管即可滿(mǎn)足防反接要求，如圖2中并聯(lián)兩只NRVBRA140T3G。二極管NRVBRA140T3G，，功耗0.55V，適用于續流和反極性保護。
而NCV7707負載功率大，若使用二極管，導通壓降和導通電流較大，功耗大大增加，需采用導通阻抗更低的MOSFET。NCV7707內部配有一個(gè)電荷泵，通過(guò)引腳CHP控制MOSFET通斷。
2.電源電路
一般而言，BCM要求的輸入電壓在-0.5V至32V之間，輸出電壓為5V。隨著(zhù)汽車(chē)內的用電設備的增多，如果電池直接供電的設備靜態(tài)電流不夠低，而汽車(chē)連續停泊較長(cháng)時(shí)間，車(chē)內蓄電池可能因為過(guò)度放電而使汽車(chē)無(wú)法重新啟動(dòng)，故BCM設計需要考慮靜態(tài)電流。此外，汽車(chē)應用中可能會(huì )常常面對高溫環(huán)境，所以要求電源提供過(guò)溫保護。
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