基于智能功率芯片的車(chē)門(mén)控制系統設計

汽車(chē)技術(shù)發(fā)展至今，電子控制單元（ECU）已經(jīng)應用到在汽車(chē)內部的各個(gè)環(huán)節，技術(shù)也日趨成熟。作為車(chē)身電子的重要組成部分，車(chē)門(mén)電子自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。但在實(shí)際應用中，凡是電動(dòng)車(chē)窗或車(chē)門(mén)設備都有潛在的卡死可能，由此便可引發(fā)傷人的危險。因此，在門(mén)控系統中，車(chē)窗防夾設計占有極其重要的位置。

大多數已有的具有防夾功能的電動(dòng)車(chē)門(mén)控制產(chǎn)品有一個(gè)共性，就是在硬件設計中以MCU為核心，輔之以功率器件、控制電路和相關(guān)的通信模塊（CAN或LIN），由這些組件配合共同實(shí)現驅動(dòng)電機、升降車(chē)窗、故障識別與診斷等一系列控制功能。但是，這樣的設計往往會(huì )遭遇一些技術(shù)瓶頸，比如在原理圖設計中，MCU外圍電路的搭建，功率器件的選取，電子元件之間的配合與連線(xiàn)；在PCB板設計中則要考慮眾多器件的布置和安放，煩瑣復雜的走線(xiàn)，以及由此而引發(fā)的較差的EMC。這些雖然對系統的總體功能不會(huì )產(chǎn)生很大的影響，但會(huì )使電路可靠性不高，嚴重者更是故障頻頻；除此以外，大量的電子器件還無(wú)形中增加了產(chǎn)品的重量和成本。

針對這方面問(wèn)題，我們提出了電動(dòng)車(chē)窗設計的另一種解決方案——以英飛凌公司推出的TLE7810芯片為核心，外圍輔之以簡(jiǎn)單功能模塊，優(yōu)化設計的同時(shí)也探究了TLE7810功率芯片在電機控制中的作用。

總體設計與方法求解

1 TLE7810芯片特性及其優(yōu)點(diǎn)

由于此車(chē)門(mén)控制系統針對非司機側電動(dòng)車(chē)窗設計，因此與司機側電動(dòng)車(chē)窗相比，生產(chǎn)成本盡可能低；而且，非司機側門(mén)控系統不要求對后視鏡方向調節、刮雨器、外部車(chē)燈進(jìn)行控制，功能大大簡(jiǎn)化。因此，選用TLE7810便可滿(mǎn)足所有要求。

TLE7810是一款具有高集成度的低成本智能功率芯片，它集成了一個(gè)支持片上調試功能的可以與8051兼容的8位單片機和一個(gè)SBC（System-Basis-Chip）。8位單片機有16K的flash、I/O口、霍爾傳感器接口、10位模數轉換器、帶有傳感器的供電輸出和開(kāi)關(guān)，集成了LIN總線(xiàn)收發(fā)器、低電壓校正器LDO、兩個(gè)低邊開(kāi)關(guān)（Relay驅動(dòng)），可以進(jìn)行片上調試，具備過(guò)流保護、看門(mén)狗、電壓監視、溫度監視和對MCU的監視和保護功能。TLE7810有兩種低壓?jiǎn)拘涯Ｊ剑篖IN總線(xiàn)喚醒和Wake-up引腳喚醒。

圖1 TLE7810內部結構

圖1是它的結構模塊?？梢钥闯?，對非司機側車(chē)窗的電子控制，TLE7810不僅能夠滿(mǎn)足各項指標和要求。而且，“一芯兩核”的特點(diǎn)簡(jiǎn)化了原理圖設計和PCB的走線(xiàn)，同時(shí)還可降低成本。

2 車(chē)窗電機驅動(dòng)控制設計

基于TLE7810自身特點(diǎn)，設計的總體框圖如圖2所示。

圖2 硬件結構框圖