汽車應(yīng)用中，通常高邊開關(guān)普遍應(yīng)用在中央車身控制模塊BCM應(yīng)用中。而BCM中最主要的功能就是車燈驅(qū)動控制。今天讓我們來介紹一下汽車應(yīng)用中的驅(qū)動車燈負(fù)載時需要注意的地方，以及選型設(shè)計方法。

1. 現(xiàn)今的典型車燈電子電氣架構(gòu)和未來趨勢

現(xiàn)今的典型車燈電子電氣架構(gòu)主流為中央化架構(gòu)。前后車燈主要為燈泡類負(fù)載，由中央車身控制模塊BCM直接驅(qū)動。而近期部分去中央化架構(gòu)正在成為趨勢。車燈配置中既有燈泡類負(fù)載又有LED類負(fù)載。BCM既要驅(qū)動燈泡又要驅(qū)動LED燈光模塊。而在未來全LED前后車燈的配置正在成為潮流。LED車燈成為彰顯汽車個性的一大標(biāo)志。BCM將演變成負(fù)責(zé)與前燈和尾燈LED燈光模塊通訊協(xié)調(diào)的控制器。

2.通常車輛中有哪些車燈需要驅(qū)動？

腳標(biāo)

1）編號

2）在北美標(biāo)準(zhǔn)中為27W

3）在北美標(biāo)準(zhǔn)中為7W

4）未在北美標(biāo)準(zhǔn)中作為法規(guī)要求

5）在北美標(biāo)準(zhǔn)中為65W

在典型的汽車系統(tǒng)中，車外照明燈泡或LED一般由高邊開關(guān)驅(qū)動。基于各國的車輛法規(guī)要求，一輛汽車中必須配備多達(dá)8個種類的20個車燈。如上列表列舉了法規(guī)要求的各種車燈負(fù)載信息。

雖然還沒有法規(guī)強(qiáng)制要求，但是基于如下列表中的車燈，也經(jīng)常被使用并且由高邊開關(guān)驅(qū)動。

腳標(biāo)

1）編號

2）在北美標(biāo)準(zhǔn)中為7W

3）在北美標(biāo)準(zhǔn)中為27W

4）日間行車燈在某些國家為法規(guī)要求，也可由近光燈實現(xiàn)。

3.什么產(chǎn)品適合驅(qū)動車燈負(fù)載？

在不斷縮小的車身控制模塊當(dāng)中，比如中央車身控制模塊 (BCM) 中正在容納越來越多的功能（如，車外和車內(nèi)照明、繼電器控制和多種舒適功能）需要精確設(shè)計的產(chǎn)品。來支持高集成度并且具備滿足廣泛需求的可擴(kuò)展性和靈活性的產(chǎn)品。因此智能高邊開關(guān)更適合驅(qū)動車燈負(fù)載。

4.車燈負(fù)載的特性和驅(qū)動需求

高邊開關(guān)的主要應(yīng)用就是打開燈泡。在電源接通瞬間，特別當(dāng)燈泡處于冷態(tài)時，一個很重要的被稱為浪涌電流的瞬態(tài)電流（Inrush current）會涌入燈泡。對高邊開關(guān)來說，該電流造成的影響與短路相似，因此為了保護(hù)器件，器件可能會關(guān)閉。這便限制了高邊開關(guān)的燈泡驅(qū)動能力。

腳標(biāo)

1）當(dāng)供電電壓為18V時

2）當(dāng)供電電壓為18V且按照高亮度法規(guī)實施PWM調(diào)制時

3）當(dāng)供電電壓為18V且實施占空比2%的PWM調(diào)制時

如上表所示，常用的車用燈泡負(fù)載特性和浪涌電流由IDC，IINRUSH和tLAMP_ON。三個參數(shù)描述燈泡工作狀態(tài)。IDC定義了穩(wěn)定狀態(tài)時的消耗電流，IINRUSH是初始峰值電流，同時時間常數(shù)tLAMP_ON描述了達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)變時間。一般認(rèn)為IINRUSH是IDC的10倍，當(dāng)驅(qū)動電流降至小于IINRUSH一半時車燈達(dá)到完全打開狀態(tài)。這段時間定義為tLAMP_ON。如果高邊開關(guān)存在因為浪涌電流導(dǎo)致的短路保護(hù)和開啟重試，則tLAMP_ON定義為從開始到最后一次開啟重試所需要的時間。在車燈設(shè)計中應(yīng)該確保tLAMP_ON <30mS。浪涌電流主要受燈絲溫度的影響。最差情況一般發(fā)生在-40℃，典型情況是在環(huán)境溫度25℃時發(fā)生。

要應(yīng)對這樣的車燈驅(qū)動挑戰(zhàn)必需要有一個好的智能高邊開關(guān)。

5.一個好的智能高邊開關(guān)需要具備怎樣的特點？

為了應(yīng)對如上提到的車用燈泡冷態(tài)浪涌電流，一個好的智能高邊開關(guān)需要具備足夠的短路耐受性。

具有短路保護(hù)功能的智能高邊開關(guān)在短路發(fā)生時會限制電流。在最差條件下，當(dāng)浪涌電流流過燈泡時，會達(dá)到器件的電流限值。達(dá)到器件電流限值時，結(jié)溫升高，燈泡會被關(guān)閉從而限制熱應(yīng)力。因為PROFET器件是可重試的產(chǎn)品類型，所以燈泡仍然會被打開。如上圖所示，由于電流和相對限制，器件重新啟動的典型應(yīng)用案例。在燈絲被加熱到一定溫度使燈泡能完全打開之前，如若達(dá)到電流限值IL5(SC)，該器件等同發(fā)生短路并會觸發(fā)關(guān)閉。在該情況下，PROFET 接通了一個3x21W的負(fù)載。可以看到，第一次重試會出現(xiàn)相同電流值，這表示器件電流限制有效。由于環(huán)境溫度較低，重試是受到動態(tài)溫度限制器的作用。最后兩次重試出現(xiàn)較低的電流，這表示浪涌電流已經(jīng)流過，但是硅的熱惰性會產(chǎn)生過溫，這樣會觸發(fā)器件關(guān)閉并在冷卻后重新啟動。

6.BCM應(yīng)用的典型解決方案和推薦的產(chǎn)品組合

中央車身控制模塊BCM一般需要各種高度集成的產(chǎn)品，它們可以在一個器件中提供各種功能。例如，智能高邊開關(guān)PROFET、高度集成SPI高邊開關(guān)SPOC 和 SPIDER 系列中的多通道開關(guān)以及在更小空間內(nèi)提供更多功能的系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片SBC。通過多核心微處理器AURIX，您甚至可以在一個器件中集成兩種應(yīng)用：BCM 中央車身控制模塊和網(wǎng)關(guān)。優(yōu)勢包括增強(qiáng)型通信、功耗更低以及精選的頂級安全特性。

其系統(tǒng)優(yōu)勢包括：

憑借集成功能節(jié)省了板面空間

受保護(hù)負(fù)載控制和復(fù)雜診斷特性

支持“Limp Home”功能安全概念

功率半導(dǎo)體的高可擴(kuò)展性和短路耐受性 (PROFET和SPOC)

支持到車內(nèi)和車外照明燈泡和 LED 負(fù)載間的平穩(wěn)過渡。

綜上所述，我們簡單介紹了如何使用智能高邊開關(guān)驅(qū)動車燈負(fù)載的選型設(shè)計方法。希望以上介紹能夠?qū)Υ蠹伊私庀嚓P(guān)產(chǎn)品及其使用有所幫助。