TLE8201在車門模塊中的應用

TLE8201

　　TLE8201是一種用于車門模塊的高度集成功率ASSP(專用標準產品)。其中包括用于驅動典型前車門應用中負載所必需的功率級，這些負載包括中央門鎖、死鎖或后視鏡折疊、后視鏡定位、后視鏡加熱，以及5W或10W車燈或LED(如轉向信號燈、門控車室照明燈/安全警報燈或控制面板照明燈)等。

圖1 TLE8201方框圖

　　TLE8201具有符合汽車應用安全規范的短路與超溫保護功能和完備的診斷功能。而電流感應輸出則能提升系統的整體性能。

　　標準的SPI接口不但能減少微控制器I/O線路的長度，而且還可靈活控制功率級，并提供完備的診斷功能。

　　TLE8201擁有兩個PWM輸入端，均為直接功率級控制輸入端，可增強PWM映射的靈活性。SPI寄存器中的信息定義將由PWM輸入端控制的功率級。可對PWM功能進行配置，最多可支持八個功率晶體管。

　　該器件采用Power-SO封裝，配有一個大型散熱塊，因此具有良好的熱阻性能。引腳經過優化處理，可實現高效的PCB設計。TLE8201的應用不但有利于節省PCB面積和節省成本，而且能增強系統質量，并提高產量。

　　TLE8201應用電路

　　圖2為車門控制模塊中的TLE8201應用電路。

圖2 應用電路

　　電源

　　TLE8201擁有兩個電源輸入端：所有功率驅動器均與連接至汽車12V電源線的供電電壓Vs引腳相連。內部邏輯電路部分則由一個獨立的5V Vcc電壓供電。這樣，即使Vs發生短時停電，也可確保存儲于邏輯電路中的信息不受影響。

　　TLE8201要求配備外部反極性保護，它配有一個電荷泵輸出端，用于連接外部n通道邏輯電平MOSFET。該保護電路的連接方法如圖2所示，柵極電壓由引腳GO提供。

　　通過把INH輸入設置為“低”，可將TLE8201置于低能耗模式。在休眠模式下，所有輸出晶體管均被關閉，SPI停止工作。在此模式下，總靜態電流的最大值僅為6μA(Vs和Vcc)。

　　SPI

　　SPI用于實現與控制單元的雙向通訊。當通過CSN(chip-select-not)輸入(H至L)模式選擇芯片時，則會啟動傳輸周期。16-位控制字通過DI串行數據輸入端讀取。狀態字則同步顯示于DO串行數據輸出端。同步通訊通過串行時鐘輸入端CLK實現。

　　如圖3所示，16位SPI框架由一個可尋址塊、一個地址獨立塊和一個2位地址構成，包括兩個控制寄存器和兩個診斷寄存器。地址獨立輸入部分用于一般性設置，地址獨立輸出部分則用來標記錯誤和記錄溫度信息。

圖3 SPI結構

　　PWM輸入

　　PWM-ing是TLE8201提供的一種非常靈活的功能。可通過兩種PWM模式配置對所需功率級進行控制：將PWM1和PWM2引腳與微控制器的計時器通道相連，然后選擇所需HSsel位，以激活PWM功能。建議將PWM頻率設置為200 Hz以下，以最大限度地減少開關損耗導致的功率消耗。

　　電流感應

　　ISO(感應輸出)引腳提供與所選功率輸出端流向GND的輸出電流成比例的電流。輸出端選擇通過SPI實現。

　　而感應電流則由外部感應電阻器R43轉換成電壓，并送至A/D變流器輸入端。

　　輸出級

　　輸出1-6為半橋，輸出7-11則是高邊開關。閂鎖電機和后視鏡折疊電機均可連接至輸出1、輸出2和輸出3。輸出2是兩個電機電流之和。兩個后視鏡定位電機連接至輸出4、輸出5和輸出6。高邊驅動器輸出7用于驅動后視鏡加熱器。輸出8和輸出9用于驅動5W車燈。輸出10可與輸出11相連，共同驅動10W車燈。

　　閂鎖控制

　　啟動

　　TLE 8201的輸出1和輸出2均與閂鎖電機相連。車門控制模塊中的微控制器通過SPI與TLE 8201進行通訊。開啟電源后，門鎖狀態或者由車身控制模塊接收并傳送至車門控制模塊，或者由車門控制模塊通過LIN或CAN直接接收。車門或開關面板發出開關輸入請求，或者收到BCM發來的CAN/LIN消息時，就會啟動閂鎖電機。

　　圖4所示為閂鎖電機的啟動波形。通道1是流過閂鎖電機的電流。通道2和3為TLE 8201中輸出1和輸出2的電壓輸出。未采用PWM軟啟動時，啟動突波電流可能達到2A。啟動后，電流會下降至0.8A左右。閂鎖完全閉合或打開時，若發生電機堵轉，則可執行閂鎖電機自動停機。檢測電機堵轉時，可通過TLE 8201的ISO輸出端來測量電機電流;該輸出端與接地感應電阻器R43相連，并通過保護電阻器R42與MCU模擬輸入端相連。

　　塊檢測標準的計算方法如下：

　　KILIS12 = 2000，R43 = 910ohm，根據波形可知，最小塊電流為IOUT = 2.5A;然后，即可計算出塊檢測電壓：