BCM硬件設計的平臺化和半導體化(上)

　　1 前言

　　BCM是車(chē)身(包括24V商用車(chē)和12V乘用車(chē))電子的重要內容，BCM是Body Control Module的縮寫(xiě)。主要任務(wù)之一是燈光控制，包括前燈、側燈、尾燈和室內燈，以及控制一些加熱附件、雨刮繼電器等。另外可選的任務(wù)是包含網(wǎng)關(guān)功能，處理整車(chē)通訊信息。本文主要討論BCM系統的硬件設計，設計的原則是根據負載特性選擇不同的驅動(dòng)方式，達到控制相關(guān)負載的目的。此外，本文對功率損耗分析、診斷等關(guān)鍵內容進(jìn)行了詳細闡述。

　　2 負載

　　負載是控制器的控制對象，在設計ECU之前，必須對控制對象的電氣特性有明確理解。了解電氣特性主要從負載類(lèi)型和驅動(dòng)類(lèi)型兩方面考慮。

　　2.1 負載類(lèi)型

　　負載是BCM模塊ECU的控制對象，主要有阻性、容性和感性負載三類(lèi)，如圖1所示。

　　其中，需要說(shuō)明的是阻性負載中除了具有加熱功能的電阻絲外，LED也屬于阻性負載。LED與傳統發(fā)光器件白熾燈不同， LED導通后，導通電壓和電流成線(xiàn)性關(guān)系，符合歐姆定律。由于LED本質(zhì)是二極管，在導通之前，LED呈高阻狀態(tài)，從全范圍來(lái)看LED是包含兩個(gè)電阻狀態(tài)的阻性負載。白熾燈和氙燈是容性負載，但是在物理意義上，其燈絲仍是金屬材質(zhì)，具有溫變電阻特性，表現為在低溫時(shí)電阻極小，高溫時(shí)電阻較大的特性，而白熾燈和氙燈在照明時(shí)溫度較高，此時(shí)的燈絲電阻為其額定工作電阻。

　　2.1.1 容性負載白熾燈

　　白熾燈和氙燈啟動(dòng)過(guò)程中，由于燈絲冷態(tài)電阻極低，表現出來(lái)的啟動(dòng)電流極大，這個(gè)電流類(lèi)似于初始電壓很小或者為零時(shí)的電容充電電流，也稱(chēng)這個(gè)電流為浪涌電流(Inrush Current)。由于白熾燈和氙燈的啟動(dòng)過(guò)程類(lèi)似電容充電，所以被稱(chēng)為容性負載，如圖2(a)、(b)所示 。 燈負載是BCM模塊的主要負載，常見(jiàn)的法規強制要求燈負載如表1所示。