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技術(shù)分享:用繼電器如何設(shè)計車窗/天窗?

發(fā)布時間:2015-01-18 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】汽車電動車窗和天窗主要由升降控制開關(guān)、電動機、升降機構(gòu)和繼電器等組成,它是利用開關(guān)控制電動機的電流方向,實現(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。
 
車窗和天窗電動機都是雙向的,通過改變輸入電樞繞組的電流方向使電動機以不同的方向旋轉(zhuǎn)。每個車窗和天窗都有一個電動機,是一種不直接接地型電動機。所有電動車窗都有兩套控制裝置如圖一所示,一套為總開關(guān),可由駕駛員通過總控制開關(guān)操縱四個車窗的升降;另一套為分開關(guān),分別裝在每個車窗中部,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,均可獨立控制。而天窗通過駕駛員操作開關(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,尤其是駕駛員通過總控制開關(guān)操縱四個車窗的升降。當(dāng)駕駛員操作車窗的開關(guān)時,中央ECU單元會通過LIN總線向?qū)?yīng)的MXL81150發(fā)送指令,MXL81150接受到指令時會控制電機啟動實現(xiàn)車窗或天窗的升(關(guān))降(開)。
MCU與MLX81150通訊控制電機示意圖
圖2、 MCU與MLX81150通訊控制電機示意圖
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MLX81150有2個獨立的、完全集成的繼電器驅(qū)動器,可用來驅(qū)動繼電器控制直流電機,操縱電機的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)車窗和天窗的升(關(guān))降(開),如圖三所示。
 MLX81150繼電器驅(qū)動原理圖
圖3、 MLX81150繼電器驅(qū)動原理圖
 
MLX81150有四個功率FET柵極驅(qū)動器,可用來驅(qū)動全橋控制直流電機,操縱電機的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)車窗和天窗的升(關(guān))降(開),如圖四所示。
MLX81150 全橋驅(qū)動原理圖
圖4、 MLX81150 全橋驅(qū)動原理圖
 
MXL81150主要性能:
 
  • 集成有一個高性能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)集成了許多對于電機控制非常關(guān)鍵的外部元件,減少芯片外圍電路,減小PCB設(shè)計,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LIN接受指令,控制電機的啟動/停止,使得可以遠(yuǎn)程通信控制車窗/天窗的升(關(guān))降(開);
 
  • 帶有兩個繼電驅(qū)動器和四個功率FET柵極驅(qū)動器,可以選擇驅(qū)動繼電器或全橋控制電機,通過PWM實現(xiàn)電機調(diào)速;
 
  • 帶有一個用于連接霍爾傳感器的接口,通過霍爾傳感器確定車窗/天窗的位置;
 
  • 帶有電流檢測接口,通過檢測電機運行電流的大小來實現(xiàn)防夾功能;
 
  • 內(nèi)部EEPROM用來存儲車窗和天窗的位置參數(shù);
 
  • 休眠時的工作電流僅30uA;
 
  • 正常工作電壓范圍5.5V—18V,芯片工作電壓低至3.9V;28V的啟動條件,45V的過壓保護;
 
  • 溫度范圍為-40℃ - 150℃;
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