現(xiàn)今MCU和電力電子技術(shù)在智能車燈控制系統(tǒng)中發(fā)展的趨勢是用智能功率IC替代傳統(tǒng)的繼電器和保險絲,，有效實(shí)現(xiàn)對車燈的過熱、過壓,、短路等故障的保護(hù)和診斷,；MCU用PWM調(diào)制來實(shí)現(xiàn)對車燈兩端的電壓進(jìn)行控制,，以達(dá)到限制車燈電流，延長使用壽命的目的,，而且能輕松實(shí)現(xiàn)車燈故障時的自動替換并極大地降低待機(jī)功耗,。
我們采用Infineon高端開關(guān)應(yīng)用于智能車燈控制系統(tǒng)中。以下詳細(xì)介紹其在實(shí)際產(chǎn)品中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),。
Infineon芯片新功能
智能車燈控制系統(tǒng)由轎車中12V低壓大電流系統(tǒng)供電,，通過MCU控制Infineon智能功率開關(guān)實(shí)現(xiàn)上述所有功能。在這套為以ROVER平臺開發(fā)的燈控系統(tǒng)中使用了Infineon新一代的芯片：BTS6142D和BTS5434G等,。
其中分步電流限制是一種非常有實(shí)用意義的新功能,。在過負(fù)載和短路情況下，芯片會根據(jù)管壓降的增大而自動降低流限造車網(wǎng)版權(quán)所有,，使得在出現(xiàn)頻繁過負(fù)載或短路而MCU未能動作時,，能很好地保護(hù)芯片以免受損，極大地提高了在惡劣條件下芯片的使用壽命（如圖1所示）,。
圖1 分步流限控制和MOS管導(dǎo)通壓降的關(guān)系
此外,，Infineon新一代芯片具有極低的待機(jī)功耗，BTS5434G的待機(jī)功耗只有5μA,。這樣,，整個燈控系統(tǒng)的整體功耗相當(dāng)?shù)汀?br />
實(shí)際產(chǎn)品中的應(yīng)用設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)
在實(shí)際產(chǎn)品中的設(shè)計(jì)中，BTS6142D電流傳感信號的建立延遲時間為650μs,，輸出反饋因此可以躲過遠(yuǎn)光燈等啟動時的大沖擊電流,，但是在冷監(jiān)控狀態(tài)下，只有1ms的檢測周期,，因此對MCU的AD檢測環(huán)節(jié)要做適當(dāng)延時并保證速度,。此外，BTS6142D輸入控制需要采用圖2所示電路才可以被MCU的I/O輸出信號控制,。
圖2 BTS6142D的控制線路圖
遠(yuǎn)光燈啟動時的沖擊電流如圖3所示,。
圖3 遠(yuǎn)光燈啟動時的沖擊電流圖
在設(shè)計(jì)中，改變反饋信號輸出檢測電阻值（R42）可以調(diào)節(jié)MCU輸入AD采樣信號的高低,，以控制在全電流范圍內(nèi)的采樣精度,。
但在實(shí)際情況下，實(shí)際負(fù)載電流與檢測電流的關(guān)系是不一樣的,，其實(shí)際檢測如下面的公式所示：
根據(jù)不同芯片取值不同,。在實(shí)際應(yīng)用中，建議在進(jìn)入I/O前接入保護(hù)串聯(lián)電阻：
這樣可以提高采樣精度,。如圖４中R30塑料工業(yè)網(wǎng),，R32所示。
圖4 BTS5434G的控制線路圖
BTS5434G可以利用其電流傳感使能（Sense Enable）功能,，將多個BTS5434G的電流傳感輸出信號采用“線與”的方式,，最終由MCU的兩個AD口進(jìn)行處理,，可以有效地節(jié)約MCU資源并省去多路檢測電阻。如圖４所示,，在實(shí)際應(yīng)用中,，還使用了一路開關(guān)在待機(jī)狀態(tài)下將所有的用于自動檢測負(fù)載開路的上拉電阻斷開，更進(jìn)一步降低了待機(jī)功耗,。
在設(shè)計(jì)中，通過MCU啟動電流傳感使能的功能,，依次開通芯片各個通道的反饋信號,，分別采樣檢測，可以實(shí)現(xiàn)分時輪流診斷,，能節(jié)約許多I/O資源,，降低MCU成本。
智能診斷技術(shù)的優(yōu)勢和發(fā)展前景
采用了Infineon新一代芯片后,，可以實(shí)現(xiàn)智能診斷技術(shù),。通過MCU處理AD采樣信號，可以準(zhǔn)確得出各個燈控負(fù)載的電流值及開路狀態(tài),。在熱監(jiān)控狀態(tài)下,，MCU可以方便地啟動開關(guān)，點(diǎn)亮指定燈以代替故障燈的功能,。通過調(diào)節(jié)I/O輸出信號的頻率能方便地控制指定燈的亮度漢陽科技,，在供電電壓波動時，可以延長燈泡的壽命,，而且較低的待機(jī)功耗即將成為現(xiàn)在汽車行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)要求,。采用傳統(tǒng)技術(shù)如繼電器和早期芯片均很難得到連續(xù)準(zhǔn)確的電流數(shù)字量反饋信號，外圍電路也極易受干擾并且增加待機(jī)功耗,。此外,，傳統(tǒng)技術(shù)通過CAN總線傳送給儀表及行車電腦的有關(guān)燈控信息要比智能診斷技術(shù)少得多。
隨著汽車市場的日漸成熟,，完善的智能車燈控制系統(tǒng)已不再是高級轎車的專利,，開始變成中級轎車的標(biāo)配，成為能夠體現(xiàn)轎車技術(shù)含量和配置檔次的重要模塊,。