现在已有越来越多的轿车选用电子车门操控体系，中心门锁是车门操控体系的重要组成部分。本文结合车门操控模块规划的项目实践，要点介绍了中心门锁部分的硬件和软件规划，对智能功率芯片BTS7741G的作业特性及毛病检测特性进行了剖析，并给出了试验成果。
车门操控模块的全体规划
轿车车门操控体系跟着半导体技能的开展而开展，由于传统的继电器、熔断器操控方法存在种种坏处，所以迫切需求引进新的操控方法来改进车门操控的现状，本规划是根据16位嵌入式体系的车辆门控体系解决方案。
图1 体系结构框图
如图1所示，车门操控模块主要由以下几部分组成：电源电路、电动车窗驱动电路、后视镜驱动电路、加热器驱动电路、中心门锁驱动电路、车灯驱动电路、CAN总线接口电路、RS232接口电路及按键接口电路等。微操控器XC164CS用于操控一切功率器材的开关动作，一起对体系情况进行守时监控，供给适宜的反应信号以及周期性地显现确诊信息，并经过车载网络（如CAN）完成信息交流。由于选用的功率器材现已供给了完善的维护功用，本规划避免了选用过多的功率元件，减小了模块体积，并提高了模块的电磁兼容性。
中心门锁操控硬件规划
1智能功率芯片的挑选
现有的中心门锁多选用继电器驱动方法。可是，继电器驱动有许多缺陷：功率继电器励磁线圈驱动电流较大，需耗费较大功率且接口电路杂乱；继电器的运用使操控器体积增大，分量添加；继电器开关频率相对较低，触点易颤动，很难满意车辆在带电情况下行进对机械轰动的要求。此外，触点颤动会影响继电器的寿数，且EMI严峻，难以有用完成对车灯的过热、过压、短路等毛病的确诊及维护，需合作熔断器运用，以避免过流。但熔断器一旦动作（即熔断），电路将彻底堵截，需手动替换熔断器。
智能功率芯片BTS7741G适宜于轿车电子严苛的使用环境。它的两个高边开关和两个低边开关具有欠压维护、对地短路维护、对电源短路维护、热关断冷却后重启等多种智能维护功用，一起两个高边开关还包括毛病确诊电路，经过毛病反应引脚ST能够确诊出开路毛病、短路毛病等毛病情况，适宜用于中心门锁的操控。
BTS7741G内含四个MOS管，两个高边开关和两个低边开关，能够灵敏装备输出方法，用作H桥或许用作独自的开关均可。高边开关导通电阻为110mΩ，低边开关导通电阻为100mΩ，作业电压可达40V。
2 中心门锁操控驱动电路规划
BTS7741G与微操控器衔接电路如图2所示。BTS7741G用作H桥，驱动中心门锁正转或回转。驱动进程靠时刻来操控，电机运转一守时刻（本规划取值为0.25s）产生必定的位移，完成确定或开锁。电机运转时刻在程序中可变。无自动制动进程，经过上管续流完成电机制动。两次中心门锁开关动作之间至少要有 0.5s时刻距离，保证MOS管牢靠关断。
图2 BTS7741G与微操控器衔接电路
上电后门锁的情况是不知道的，因而微操控器首要封闭门锁。中心门锁的电机驱动不选用PWM调压方法。SH2外接 1kΩ上拉电阻，由+12V电源供电，可完成在关断情况下的开路毛病检测。
BTS7741G对地短路试验
尽管BTS7741G的两个高边开关和两个低边开关都具有齐备的短路维护功用，可是毛病反应引脚ST却只能反应两个高边开关的短路毛病情况。所以，本规划针对BTS7741G的高边开关做了对地短路试验。试验分为先短路后上电和先上电后短路两种情况。
BTS7741G的对地短路试验条件为+12.45V电池电压，+5V电源供电， 1.5m短路导线(R=0.12Ω)。如图3所示，其间VST为ST引脚对地的电压、VIN是IH1引脚对地的电压、VOUT是OUT引脚对地电压，IL为产生对地短路毛病时，流过BTS7741G的短路电流。
1 先短路后上电条件下的对地短路试验
图3 BTS7741G先短路后上电短路试验波形图前半段
图4 BTS7741G先短路后上电短路试验波形图后半段
图5 BTS7741G先上电后短路短路试验波形图前半段
图6 BTS7741G先上电后短路短路试验波形图后半段
如图3所示，在开关按下的瞬间，由于开关本身的机械结构导致了很多毛刺；瞬间浪涌电流为10A（25℃，BTS7741G的短路电流峰值典型值为10A）；输出端电压VOUT一向为低电平；ST毛病确诊引脚在短路产生后1.4ms左右被拉低，意味着BTS7741G在此刻确诊出了毛病。尔后，BTS7741G内部会周期性的关断MOS管，所以短路电流IL被周期性的钳制为0A，有用按捺了短路电流导致的芯片持续发热，然后维护芯片不会由于短路而损坏；ST引脚的电平也会跟着短路电流的改变而周期性的被拉为低电平。如图4所示，当芯片彻底冷却后，BTS7741G能够重新启动，持续正常作业。
2 先上电后短路条件下的对地短路试验
如图5所示，在开关按下的瞬间，瞬间浪涌电流为25A，远远高于25℃时BTS7741G的短路电流峰值典型值10A。但这个25A的浪涌电流仅持续不到30μs的时刻当即降为10A，所以对芯片损坏不大；输出端电压VOUT在短路瞬间被拉低为低电平；ST毛病确诊引脚在短路产生后1.6ms左右被拉低，意味着BTS7741G在此刻确诊出了毛病。尔后，BTS7741G内部会周期性的关断MOS管，类似于先短路后上电短路试验，短路电流IL被周期性的钳制为0A，ST引脚的电平也跟着短路电流的改变而周期性的被拉为低电平。如图6所示，当短路现象消失后，BTS7741G能够重新启动，输出电压VOUT为高电平，芯片没有遭到短路情况的任何影响，持续正常作业，充沛显现了BTS7741G完善的短路维护功用。
门锁部分的软件规划
门锁软件的算法便是在恰当的情况中操控恰当的桥臂导通或许关断。在门锁敞开或许封闭时需求上下各一个桥臂导通，在敞开或许关断之后需求进行续流，这时就只需求关断下桥臂，而让上桥臂导通一段时刻即可。其详细的操控算法能够参阅图7所示的门锁的情况流图。
图7 门锁操控情况流图
表1给出了门锁的几种作业情况。
各个作业情况之间的转化并不是都由操控指令ubCmdLatch来触发激活的。从LATCH_CLOSED到LATCH_OPENING和从LATCH_OPENED到LATCH_CLOSING这两次转化是由ubCmdLatch来触发的，其含义便是在得到敞开或许封闭的指令后，门锁从停止的情况开端改变到运动的情况，也便是门锁从封闭的停止情况开端敞开，或许在翻开后开端封闭。在PASSAT B5电动车门中运用了电动门锁，门锁敞开或许闭合都是由电机带动锁插销前后移动来完成的。而BTS7741G内部便是一个简略的H桥电路，因而便是经进程序操控H桥在适宜的时刻敞开恰当的上下桥臂，到达操控门锁电机正回转的意图。在LATCH_OPENING 和LATCH_CLOSING这两个情况中就编写了操控一对上下桥臂管导通的指令。而在情况LATCH_CLOSED和 LATCH_OPENED中，四个管子都不导通。
其他各个情况之间的转化都不是由操控指令触发的，有些是经过守时，有些则是经过过错的检测。毛病检测功用经过监督ST引脚输出电平完成。在正常情况下，ST引脚输出高电平；当产生毛病时，ST引脚输出为低电平。详细的情况切换能够从图7中清楚的看到。例如，从情况LATCH_OPENING到LATCH_OPEN_FREE便是计时到门锁敞开时刻（LATCH_OPENING_TIME）完毕，而假如检测到开路毛病或过载毛病，门锁会一向保持在LATCH_CLOSED或许LATCH_OPENED情况下。
经过对智能功率芯片BTS7741G的作业特性及毛病检测特性的研讨与剖析，对该芯片的安全性给与了必定，保证了本规划的正确性和牢靠性。
