基于Atmel半導體方案的汽車雨刷系統的設計實現

　　在目前已有的前端雙雨刷系統中，左右雨刷器之間的同步用機械連接實現(圖1)。這很有必要，因為擋風玻璃受污垢、風及雨刷器的狀況不同的影響，使左右雨刷器的狀態不同。

　　多年來，汽車業一直在尋找一種能降低噪聲和機械連接空間要求的智能方案。

　　一種方案就是用電子解決方案替代機械連接(圖2)。在這種架構中，每個雨刷器都由一直流電機驅動。直流電機由可直接安裝在電機組件內部的微控制器和驅動IC來控制。用一接口處理左右雨刷器的同步問題，這樣，兩刷器之間就沒必要使用傳統雨刷系統那種機械連接，其噪聲大大減小，同時也節省了空間。

　　由于成本原因，雨刷系統使用直流電機。一種支持PWM和4個功率MOSFET控制方向驅動的全H橋柵極驅動器能控制這類電機。這種應用的IC必須采用高電壓工藝設計，必須適合在苛刻的環境中使用。另外，如擋風玻璃雨刷系統這樣的高容量直流電機應用應該采用優化的通信接口。

　　因為雨刷電子產品通常離汽車無線電設備很近，所以，必須控制EMC發射，汽車無線電的電子中斷會使汽車駕駛員難以忍受。可以用差分串行通信接口(SCI)收發器來減少這類輻射，改善EMC性能。SCI收發器是一種差分器件，對于僅有一個雨刷器的系統,它能以單端模式工作。這種柵極驅動器具備的SCI功能使其與LIN設備很類似。不過，與標準LIN接口相比，數據傳輸率更快，高達100 k波特。

　　每個雨刷器模塊(圖3)都由一個微控制器、一個高度集成的柵極驅動器和直流電機組成。由多個霍爾傳感器測量兩個雨刷器的位置。驅動器通過雨刷器開關把命令送至微控制器。電子設備靠近雨刷器電機安裝，對空間要求不是很大。