面向電動車窗應用的集成嵌入式功率半導體

　　防夾與車窗位置存儲處理

　　防夾是電動車窗的重要安全要求，必須保證在車輛發(fā)生故障情況下仍能正確運行，特別是在電動車窗升降時，遭遇電池故障或熄火狀況，這點至關重要。為確保防夾功能正確運行，系統(tǒng)再次啟動時，必須知道車窗的正確位置。因此，在電源關閉之前，系統(tǒng)必須在極端時間內(nèi)存儲最后的車窗位置。

　　通常情況下，防夾機制取決于車窗的位置。舉例來說，如果車窗在完全打開后升起，只要偵測到防夾情況，車窗就會停止移動。但若車窗上升的空間少于250毫米，車窗必須停止并下降100毫米。為了讓車窗正確關閉，當車窗上升的空間不足4毫米時，將不啟動防夾偵測。

　　受到機械系統(tǒng)內(nèi)能量的影響，從關閉電動車窗電機到車窗完全停止運動，需要50毫秒時間。在此期間，ePower必須監(jiān)控霍爾傳感器，并在電源關閉前存儲車窗最后的位置信息。同時，在此期間，ECU將采用緩沖電容器供電。電容器的大小取決于橋接時間、電流消耗和應用的電壓需求，這是系統(tǒng)開始關閉時的電壓水平與低電壓重置時的電壓水平的差別。TLE7810G經(jīng)過優(yōu)化，具備3.3V的極低欠壓重置閾值，因此可采用較小且便宜的緩沖電容器。

　　低靜態(tài)電流消耗

　　即使在活動模式下，通常仍需將車窗穩(wěn)壓器ECU的電耗降低至幾百微安。這是因為駕駛員關閉引擎時，車鑰匙仍處于通電位置，電動車窗和防夾功能仍可運行，最好能盡量降低電流的消耗。

　　為實現(xiàn)這一點，應當定期喚醒控制器在活動模式下運行，但在較長時間內(nèi)具備低功耗。利用TLE7810G的低功耗模式可實現(xiàn)這一點。 TLE7810G的規(guī)格定義為：在省電模式下，停止循環(huán)喚醒的通信裝置（SBC）與微控制器（MCU）裝置。當微控制器處于省電模式時，消耗的電流最低。核心組件與外設均不運行。通過外部中斷可喚醒微控制器（使用或不使用重置）。因此，SBC可定期生成這種內(nèi)部“喚醒”信號，使微控制器能夠返回活動模式，為其應用提供支持?？偣募s為：30uA + 80uA = 110uA。關鍵特性是LIN或監(jiān)控器管腳喚醒及其它定期喚醒功能，做到主動監(jiān)控其它信號或輸入。

　　未來展望

　　今后的發(fā)展趨勢是，使用外置高電流半導體開關（如BTM7960B）代替繼電器驅動電動車窗電機。其優(yōu)點包括較低的噪音、更長的使用壽命、較小的PCB尺寸和先進的功能，例如采用脈寬調(diào)制實現(xiàn)軟啟動。此外，在因溫度變化和橡膠密封劑老化造成的多樣機械摩擦導致電機電流變化的苛刻環(huán)境下，半導體解決方案能提供更加出色的保護與診斷管理。

　　防夾軟件在苛刻的汽車環(huán)境中，具備更高的智能性、強健性和適應性。TLE7810G具備可擴展性，閃存可由16KB、24KB增大至32KB。如要通過升級軟件提高防夾功能，可利用單線LIN支持LIN BSL（引導加載）下載程序。

　　結語

　　迄今為止，在亞太地區(qū)，尤其在中國，乘用車車門模塊與天窗模塊已越來越普及。根據(jù)當?shù)厥袌鰯?shù)據(jù)顯示，天窗模塊的銷量在近年來大幅攀升，主要是因為許多購買私家車的年輕人認為電動天窗能體現(xiàn)時尚生活風格。2004年，出于安全考慮，中國政府禁止改裝電動天窗，此舉也造成OEM市場在中國蓬勃發(fā)展。

　　支持高度集成解決方案和可擴展器件系列的嵌入式功率半導體具備多種優(yōu)勢：較小的PCB尺寸、重量輕、以較少的組件提供更高的可靠性、出色的庫存管理和更高的制造組裝效率。

　　這種單片解決方案也可大幅簡化設計，縮短上市時間。