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技術(shù)分享:用繼電器如何設(shè)計(jì)車窗/天窗?

發(fā)布時(shí)間:2015-01-18 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】汽車電動(dòng)車窗和天窗主要由升降控制開關(guān)、電動(dòng)機(jī)、升降機(jī)構(gòu)和繼電器等組成,它是利用開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)的電流方向,實(shí)現(xiàn)車窗和天窗的升(關(guān))降(開)。本文分享一款基于繼電器MLX81150的車窗/天窗設(shè)計(jì)。
 
車窗和天窗電動(dòng)機(jī)都是雙向的,通過(guò)改變輸入電樞繞組的電流方向使電動(dòng)機(jī)以不同的方向旋轉(zhuǎn)。每個(gè)車窗和天窗都有一個(gè)電動(dòng)機(jī),是一種不直接接地型電動(dòng)機(jī)。所有電動(dòng)車窗都有兩套控制裝置如圖一所示,一套為總開關(guān),可由駕駛員通過(guò)總控制開關(guān)操縱四個(gè)車窗的升降;另一套為分開關(guān),分別裝在每個(gè)車窗中部,可由乘客操縱身邊車窗的升降??傞_關(guān)和分開關(guān)互不干涉,均可獨(dú)立控制。而天窗通過(guò)駕駛員操作開關(guān)遠(yuǎn)程控制天窗的開關(guān)。
車窗/天窗控制結(jié)構(gòu)圖
圖1、 車窗/天窗控制結(jié)構(gòu)圖
 
汽車車窗和天窗是LIN總線的完美應(yīng)用,尤其是駕駛員通過(guò)總控制開關(guān)操縱四個(gè)車窗的升降。當(dāng)駕駛員操作車窗的開關(guān)時(shí),中央ECU單元會(huì)通過(guò)LIN總線向?qū)?yīng)的MXL81150發(fā)送指令,MXL81150接受到指令時(shí)會(huì)控制電機(jī)啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)車窗或天窗的升(關(guān))降(開)。
MCU與MLX81150通訊控制電機(jī)示意圖
圖2、 MCU與MLX81150通訊控制電機(jī)示意圖
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MLX81150有2個(gè)獨(dú)立的、完全集成的繼電器驅(qū)動(dòng)器,可用來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器控制直流電機(jī),操縱電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)車窗和天窗的升(關(guān))降(開),如圖三所示。
 MLX81150繼電器驅(qū)動(dòng)原理圖
圖3、 MLX81150繼電器驅(qū)動(dòng)原理圖
 
MLX81150有四個(gè)功率FET柵極驅(qū)動(dòng)器,可用來(lái)驅(qū)動(dòng)全橋控制直流電機(jī),操縱電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)車窗和天窗的升(關(guān))降(開),如圖四所示。
MLX81150 全橋驅(qū)動(dòng)原理圖
圖4、 MLX81150 全橋驅(qū)動(dòng)原理圖
 
MXL81150主要性能:
 
  • 集成有一個(gè)高性能16位嵌入式閃存微控制器,具有32K字節(jié)的閃存容量,可滿足一些特定的電機(jī)控制應(yīng)用要求,內(nèi)置的4位中央處理器則能夠完全處理LIN協(xié)議;
 
  • 在小巧的封裝內(nèi)集成了許多對(duì)于電機(jī)控制非常關(guān)鍵的外部元件,減少芯片外圍電路,減小PCB設(shè)計(jì),降低了物料清單成本以及系統(tǒng)消耗的功率;
 
  • 帶有一LIN通信接口,通過(guò)LIN接受指令,控制電機(jī)的啟動(dòng)/停止,使得可以遠(yuǎn)程通信控制車窗/天窗的升(關(guān))降(開);
 
  • 帶有兩個(gè)繼電驅(qū)動(dòng)器和四個(gè)功率FET柵極驅(qū)動(dòng)器,可以選擇驅(qū)動(dòng)繼電器或全橋控制電機(jī),通過(guò)PWM實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速;
 
  • 帶有一個(gè)用于連接霍爾傳感器的接口,通過(guò)霍爾傳感器確定車窗/天窗的位置;
 
  • 帶有電流檢測(cè)接口,通過(guò)檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行電流的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)防夾功能;
 
  • 內(nèi)部EEPROM用來(lái)存儲(chǔ)車窗和天窗的位置參數(shù);
 
  • 休眠時(shí)的工作電流僅30uA;
 
  • 正常工作電壓范圍5.5V—18V,芯片工作電壓低至3.9V;28V的啟動(dòng)條件,45V的過(guò)壓保護(hù);
 
  • 溫度范圍為-40℃ - 150℃;
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