跟着轿车电子操控器在轿车里的数量越来越多，关于轿车电子操控器静态电流的要求也在不断增高。怎么下降轿车电子操控器的静态电流，也成为系统硬件规划中的一个难点和应战。本文期望就此主题做个有限规模的评论，论述怎么从硬件规划视点来下降静态电流。图1给出了典型的轿车电子模块示意图，由于这个主题所触及的规模比较多，下面咱们只评论以下三种情况下静态电流的处理：
（1）有源低有用输入（Active Low Input）；
（2）有源低有用输出（AcTIve Low Output）；
（3）对电源的处理。
图1：典型的轿车电子模块示意图。
（1）有源低有用输入
图2为有源低有用输入的电路图。图中V+ = 12.8V，S1为“开”的状况，微处理器供电电压为5.0V。
图2：有源低有用输入电路图。
假如依照IQ = 12.8V/（R1 + R2 + R3） = 86mA来核算这个电路的漏电流，那就或许错了！正确的核算是：绝大多数微处理器的I/O口都会有一个用于输入维护的钳位二极管（Clamp Diode），例如图3中的D2。钳位二极管D2会衔接到微处理器的供电电源，因而实践用来剖析的电路应该是如图3所示。
图3：带有钳位二极管的有源低有用输入电路图。
因而，IQ =［V + （-5.6V）］/（R1 + R2） = 148（mA）。
这个核算结果和未考虑钳位二极管的核算结果有62mA的不同（148mA – 86mA = 62mA），关于有多个有源低有用输入的操控器来说（比方车身操控器BCM），仍是不能忽视的。
为了更好地验证操控器中的静态电流，还需求细心验证如下的每一项：
– 假如能够的话，关掉上拉电阻，由于它会供给电流到地的途径；
– 哪个输入引脚是高有用、低有用、不活动状况、开路状况；
– 是否有任何外部负载或开关与输入或输出并联，它们的状况是什么。
（2）有源低有用输出
关于有源低有用输出电路，又该怎么考虑衔接负载后在模块中的漏电流呢？
关于双极性晶体管（BJT）集电极开路（OC）的运用（图4），要特别注意温度改变对漏电流的影响，特别是ICEO对晶体管BJT的影响。ICEO是由少量载流子漂移运动构成的，它与环境温度联系很大，ICEO随温度上升会急剧添加。温度每上升10℃，ICEO将添加一倍。用MOSFET作为低边输出或许高边输出则好许多（图5），由于MOSFET自身的源漏电流就很小，且MOSFET对温度的改变不灵敏。
图4：双极性晶体管BJT的集电极开路（OC）电路。
图5：MOSFET作为低边输出。
在有源低有用输出情况下，考虑优化静态电流的一些对策包含：
– 考虑用MOSFET或许达林顿管来代替双极性晶体管；
– 哪些输出为开、关、外部接地或供电。
为了愈加精确地剖析操控器的静态电流，能够用表格把每个单元电路“奉献”的静态电流悉数列出（表1）。这样能够一望而知，对操控器的静态电流的散布熟谙于心。
表1：每个单元电路“奉献”的静态电流列表。
从表1中能够看出，规格书（Spec）要求最大静态电流是2.0mA，剖析出来的结果是2.46mA，最差电路剖析情况下是2.934mA。总的静态电流超越了规格书的要求，接下来的规划使命便是怎么进一步削减每个单元电路的静态电流来满意规格书的要求。
（3）对电源的处理
用处理器的I/O操控在系统关电（焚烧开关“关”）时把不必的电源关掉是个不错的方法。如图6所示，VBATT1经过一个受处理器I/O操控的开关变成VSWBAT——图6中Q24的基极B用处理器的一个I/O来操控，置“高”时VSWBAT翻开，置”低”时VSWBAT封闭。这样能够在需求有VBATT1供电时再接通它。
图6：用软件操控在系统关电时把不必的电源关掉。
以下为对电源处理的一些规划主张：
– 考虑运用更低静态电源功耗的IC；
– 关于开关电路，挑选NPN/PNP装备，以便一切设备都能在静态状况下封闭（不需求一个晶体管翻开，那就用另一个晶体管来坚持它封闭）；
– 辨认电流流过的每个供电（或接地）途径，仅包含电流经过模块，而不是绕过模块的电流；
上面开始评论了关于下降静态电路的一些主张和经历。关于轿车电子的全体规划来说，这些仍是不行的，还需求在系统的层面来做更深化的研讨，例如以下的一些主张。
更进一步考虑用于削减系统静态电流的一些主张：
– 尽或许下降开关时钟速度（尤其是微处理器的振荡器）；
– 运用具有可用中止或唤醒输入的微处理器，这些输入能够装备为答应微处理器“休眠”；
– 下降有必要间歇性唤醒然后从头进入睡觉状况的电路的占空比；
– 关于有必要在静态电流期间坚持某些功用的模块，请考虑双时钟频率或双处理器架构；
– 相同，考虑运用答应主处理器在能够呼应的情况下休眠的专用总线通讯IC。
综上所述，静态电流的操控只要在规划的初期做好全体的架构拓扑规划、器材选型和优化、规划优化以及软件操控战略结合等作业，才能够将静态电流操控在规格书的规模以内。
作者简介：
高杨
近20年在轿车电子TOP10公司经历，特别是在车载操控器范畴（多媒体、车身、驾驭辅佐及VCU）。曾任职博世轿车专家级工程师，超越10年在轿车零部件（博世和大陆轿车），5+年轿车半导体（德州仪器和英飞凌），历任多种资深（系统、规划、产品）工程师职务。丰厚的渠道开发（从0到1）及产品开发的工程经历和技能堆集。 Ford SYNC第一代的中心硬件工程师，界说和开发了德州仪器（TI）第一款智能高边驱动器（TPS1H100-Q1），填补了公司在轿车电子商场的技能道路和商场空白。 收拾和规范化了与规划开发的技能文件，能够直接用于辅导规划及融入公司的文件系统中，满意系统查看要求和进步公司的规划流程和办理水平。硬件规划流程办理的模板（45+篇），硬件规划评定和查看清单模板（50+篇）。 企业界训师认证（TTT） ，超越2500页轿车电子规划训练内容PPT，满意从入门、中级及高档轿车电子规划的训练要求，现在在4家企业界部施行过训练，收到了很好的反应。 现在取得13件轿车电子专利（截止2019年12月）。《EDN电子技能规划》轿车电子专栏作者
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