基於集成晶元的ABS驅動電路設計方案探討

   時間:2014-03-12 02:17:47
基於集成晶元的ABS驅動電路設計方案探討簡介
     引言 ABS作為如今上必備的安全設備,其功能越來越受到人們的重視。ABS系統通過電磁閥和回油來完成對制動器中輪缸壓力的精細調節,以防止過……
基於集成晶元的ABS驅動電路設計方案探討正文
  

引言

ABS作為如今上必備的安全設備,其功能越來越受到人們的重視。ABS系統通過電磁閥和回油來完成對制動器中輪缸壓力的精細調節,以防止過度制動使車輪抱死。由於ABS工作環境十分惡劣,為保證電磁閥和電機響應的高效性和可靠性,除了與執行機構本身的參數相關外,對驅動電路的設計也直接決定了驅動的品質。

當今汽車電子市場異常火熱,競爭十分激烈。各大集成公司,如ST,Freescale,Infineon均設計ABS的專用集成晶元,提出了自己的ABS解決方案。該晶元就像一個黑匣子,方便了電路的設計過程,並且由於其高度集成性,使電路更簡明,可靠性更高,代表了未來電路設計的方向。

1ABS驅動電路的集成化方案

ABS驅動電路的集成化方案如圖1所示,選用TLE6210作直流電機和電磁閥總的高端驅動,選用L9349作為8個電磁閥(4進4出)的低端驅動。

ABS控制器通過PWM控制,改變電磁閥線圈的電流通斷和頻率通斷,以實現車輪制動的輪缸增壓、保壓和減壓操作;當電磁閥ABS減壓閥打開進行減壓時,回油泵能使輪缸中的制動液返回制動主缸,以便在下個控制周期中使用;電磁閥的高邊總用來控制電磁閥的供電電路,若ABS系統發生故障,斷開使下面掛的8個電磁閥都不動作,恢復常規電磁閥高邊總開關的輸出引腳為VR,當ABS系統上電複位或看門狗給出控制信號,輸出腳即切換到ON狀態,這樣符合ABS實際工作的邏輯,也保證了當ABS系統發生故障時,可迅速地退出對電磁閥的控制,恢復到常規制動。晶元的MRA腳為控制信號輸入端,輸出引腳MR驅動直流電機。當MCU的I/O口給MRA腳一高電平時,外接的MOSFET導通,直流電機實現回油功能。由於電磁閥和電機為感性負載,還需要外接反向續流二極體。晶元的驅動部分具有過溫保護,過流保護和短路保護,當出現上述故障情況時,能自動關閉晶元,故有很強的自保護特性。

基於TLE6210晶元的高度集成化方案,不僅能大大簡化電機驅動電路和電磁閥前驅電路,還能使整個控制器所需分立晶元數大為減少,板體積也更小,降低了成本,增強了控制器的可靠性。

2基於L9349的電磁閥驅動

經實驗測得,一般ABS壓力調節器的4個常開進油電磁閥的最大起動電流約為3.6A;4個常閉出油電磁閥最大起動電流約為2.4A。而L9349的工作電壓4.5~32V,兩路通道內阻O.2Ω,最大負載電流3A;另兩路內阻0.3Ω,最大負載電流5A,恰好能滿足ABS常開和常閉電磁閥的驅動電流要求,而且較低的導通內阻又能保證低功耗,因此L9349非常適合進行ABS電磁閥的驅動控制。

3結語

當前在ABS設計中普遍採用的電磁閥驅動電路設計均以功率MOSFET為主,輔之以保護迴路,隔離措施等以保證其可靠性,還要設計專門的自診斷迴路以進行故障檢測。雖然在具體電路的設計上分立方案有一定的靈活性,但成本和PCB空間的耗費較高;本方案採用ABS專用集成晶元TLE621O和L9349,集驅動和監測功能於一身,應用於ABS系統中能降低功耗,便於故障檢測,提高可靠性,大大改善了整個系統的性能。

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