车身控制模块与车窗升降电路分析—电路图天天读 288

随着人们对汽车操控性和舒适性的要求越来越高，汽车车身中的电子设备越来越多，如电动后视镜、中央门锁、玻璃升降器、大灯等高级功能。

电源要求和方案选择

设计典型车身控制模块(BCM)的一个重要步骤是确定电源要求并选择合适的电源方案。一般来说，BCM要求的输入电压在-0.5V至32V之间，输出电压为5V或3.3V值得一提的是，汽车中的电气设备越来越多。如果直接由电池供电的设备的静态电流不够低，并且汽车长时间连续停放，汽车中的电池可能会过度放电，汽车无法重新启动。因此，BCM设计需要考虑静态电流。此外，汽车应用可能经常面临高温环境，因此要求电源提供过温保护。

适用于BCM的电源包括线性电源(或线性稳压器)和开关电源(或开关稳压器)。两种电源各有优势，选择哪种取决于具体应用。关于车身控制模块的电源，在中国市场销售的汽车中，轿车一般采用12V电源，卡车和客车一般采用24V电源。在12V电源BCM中，推荐使用安森半导体的线性稳压器，如NCV4275A，如图2所示。NCV4275A是一款5V、3.3V/450mA低压差(LDO)线性稳压器，具有复位和延迟功能。该设备支持可编程微控制器的复位，并提供许多功能，如过流保护，过温保护，短路保护等。此外，在下图中的位置1串联了一个二极管(MRA4005)。这种线性电源可以有效防止高达-42V的反向电压；在位置2并联一个瞬态电压抑制器(TVS)管，可以有效防止瞬态电源负载高达45V的高压脉冲和不稳定的电源杂波，符合ISO16750-2-20034.6 12V汽车供电系统过压测试规范。事实上，负载的突然下降可能发生在汽车发动机启动的瞬间，导致电池电压上升到40V以上。这些特性使NCV4275A非常适合汽车车身控制模块应用。

实际上，NCV4275A只是安美半导体用于汽车应用的众多线性稳压器之一。其他线性调节器有NCV8664/5、NCV4949、NCV8503/4/5/6、NCV4274A等。超低静态功耗产品，静态电流低至30A，驱动电流范围在100ma-450ma之间。

图1:线性电源在车身控制模块中的典型应用电路示意图。

在24V电源的BCM应用中，需要将24V电压转换为5V或3.3V，如果采用线性稳压器，电源芯片本身功耗会很高，产生大量热量，导致芯片烧坏。因此，我们需要采用开关调节器。我们推荐采用汽车用安塞尔姆半导体系列开关稳压器，如NCV51411、NCV8842、NCV843、NCV33063和NCV3166。这些开关稳压器效率高，避免了大量的热量释放，保护了芯片，提高了系统的可靠性。这些汽车应用的开关稳压器驱动电流大多在0.5A-1.5A之间，部分达到2.5A(NCV33163)，开关频率在50k Hz-300 khz之间。以NCV51441为例，该器件采用V2控制架构，可提供无与伦比的瞬态响应、出色的整体电压调节精度和最简单的环路补偿。该器件上的“BOOST”引脚支持“自举”操作，将能效提升到最高水平；的集成电路支持并行电源工作，或将噪声降至最低。

图2a)和b)分别显示了基于半导体的CAN收发器AMIS-42665和LIN收发器NCV7321的典型电路。值得一提的是，AMIS- 42665提供了低于10 A A的极低静态电流，支持总线唤醒，共模电压范围为-35 V至35 V，可承受额定/-8 kV静电放电(ESD)脉冲。NCV7321支持-45 V至45 V的电压范围，能够承受额定5 kV ESD脉冲。这些设备都提供强大的

图2:基于Anselme半导体收发器的典型CAN电路(图A)和LIN电路(图B)。

在车身控制网络的应用中，需要尽可能降低成本和空间要求，同时提高系统的稳定性和长期可靠性，因此需要提高元器件的集成度。得益于近年来出现的混合信号工艺，如安森半导体的智能电源高压BCD工艺，高压模拟电路现在可以与低压电路集成，从而实现更高集成度系统芯片的开发和应用。

提高安全性和质量的S12VR车窗升降解决方案

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图3 S12 MagniV车窗升降和基于继电器的DC电机控制参考设计电路图

参考平台提供的软件可以通过防夹检测作为车窗玻璃升降器继电器DC电机的启动点。它具有HAL和MCU初始化、自动反转程序、防夹检测、速度和方向处理、自校准和该应用所需的其他基本功能。

编辑点评：本文简要介绍汽车车身控制模块和车窗设计电路的分析。基于AMIS-42665和LIN收发器NCV7321的典型电路，飞思卡尔S12 MagniV S12VR 16位MCU用于车窗升降和基于继电器的电机控制。电子爱好者《智能医疗特刊》，更多优质内容，立即下载阅读。