基于继电器MLX81150的车窗/天窗设计指导

汽车电动车窗和天窗主要由升降控制开关、电动机、升降机构和继电器等组成，它是利用开关控制电动机的电流方向，实现车窗和天窗的升（关）降（开）。

车窗和天窗电动机都是双向的，通过改变输入电枢绕组的电流方向使电动机以不同的方向旋转。每个车窗和天窗都有一个电动机，是一种不直接接地型电动机。所有电动车窗都有两套控制装置如图一所示，一套为总开关，可由驾驶员通过总控制开关操纵四个车窗的升降；另一套为分开关，分别装在每个车窗中部，可由乘客操纵身边车窗的升降。总开关和分开关互不干涉，均可独立控制。而天窗通过驾驶员操作开关远程控制天窗的开关。


图1、 车窗/天窗控制结构图

汽车车窗和天窗是LIN总线的完美应用，尤其是驾驶员通过总控制开关操纵四个车窗的升降。当驾驶员操作车窗的开关时，中央ECU单元会通过LIN总线向对应的MXL81150发送指令，MXL81150接受到指令时会控制电机启动实现车窗或天窗的升（关）降（开）。


图2、 MCU与MLX81150通讯控制电机示意图

MLX81150有2个独立的、完全集成的继电器驱动器，可用来驱动继电器控制直流电机，操纵电机的正反转实现车窗和天窗的升（关）降（开），如图三所示。



图3、 MLX81150继电器驱动原理图

MLX81150有四个功率FET栅极驱动器，可用来驱动全桥控制直流电机，操纵电机的正反转实现车窗和天窗的升（关）降（开），如图四所示。


图4、 MLX81150 全桥驱动原理图

MXL81150主要性能:
·    集成有一个高性能16位嵌入式闪存微控制器，具有32K字节的闪存容量，可满足一些特定的电机控制应用要求，内置的4位中央处理器则能够完全处理LIN协议；
·    在小巧的封装内集成了许多对于电机控制非常关键的外部元件，减少芯片外围电路，减小PCB设计，降低了物料清单成本以及系统消耗的功率；
·    带有一LIN通信接口，通过LIN接受指令，控制电机的启动/停止，使得可以远程通信控制车窗/天窗的升（关）降（开）；
·   带有两个继电驱动器和四个功率FET栅极驱动器，可以选择驱动继电器或全桥控制电机，通过PWM实现电机调速；
·    带有一个用于连接霍尔传感器的接口，通过霍尔传感器确定车窗/天窗的位置；
·    带有电流检测接口，通过检测电机运行电流的大小来实现防夹功能；
·    内部EEPROM用来存储车窗和天窗的位置参数；
·   休眠时的工作电流仅30uA；
·    正常工作电压范围5.5V—18V，芯片工作电压低至3.9V；28V的启动条件，45V的过压保护；
·   温度范围为-40℃ - 150℃；