简化线路配置 两线LIN架构加快汽车联网设计(二)
在网路上增加从端节点,大幅提高出现“未调节”电压调节器状况的风险。此由于启动时,电源开始给网路供电之际,每个从端节点的负载电流出现暂态峰值所致。要启动每个从端节点的电压调节器,需要更多的电流,即使多从端节点网路的平均电流消耗是每个从端节点约0.8毫安培;但在启动时,每个节点的整体电流消耗必须额外增加2-3毫安培。
三个从端节点连接到网路时,从端节点启动暂时在网路施加的单一额外负载,此负载在正常运作期间并未出现。在启动时,LIN匯流排供应电压约5.5伏特。最后,从端节点电压调节器稳定下来,供应电压稳定在8.2伏特,这时开始网路通讯。
强化节点电流处理效能 五节点网路执行多从端节点
网路中增加第四个从端节点时,LIN匯流排供应电压永远不会从启动负载条件下恢復,并在5伏特(比电压调节器的最低运作电压低0.5伏特)徘徊。在此种情况下,所测量的LIN主端节点上拉电阻的电压降是3.3伏特。
在这些条件下,採用下述公式计算经由220欧姆LIN主端节点上拉电阻的负载电流:
.IRLIN=VRLIN/RLIN=3.3/220=15mA
由图3可知,在5.5伏特时,220欧姆LIN主端节点上拉电阻支援的最高负载电流约13毫安培。由于增加第四个从端节点而导致的15毫安培负载电流比两线LIN网路所能处理的高2毫安培。因此,从端节点无法对主讯框请求做出回应。
为减缓这种影响,考虑从端节点是顺序启动的状况(节点接连启动,而不是一次全部启动)。令人吃惊的是,各个从端节点的启动极大地降低重定时网路上的电流负载,实际上增大两线网路的节点电流处理能力。
采用这种实施方法的网路可在相同的网路条件下,运行多达十二个从端节点,每个从端节点的电流是0.8毫安培,以及3毫安培电压调节器启动瞬态一次限于一个从端节点。则
.ISlave_total=number of slaves×ISlave= 12 ×0.8=9.6mA
.ISlave_total=从端节点数量ISlave=12× 0.8=9.6mA 及
.INetwork=ISlave_total+IVreg_start= 9.6+3=12.6mA
计算得出电流为12.6毫安培,稍低于LIN主端节点经由220欧上拉电阻能够支持的13毫安培最高供应电流。从理论上而言,这种网路应该是可行的。
实现两线LIN联网 从端节点电能为成败点
由上述的分析和测量结果显示,仅须稍做努力,很容易将现有LIN联网拓扑(三线,电池、接地和LIN)转换为两线实施方案(LIN和接地)。只须充分理解系统供应/负载要求及进行几处硬体改动,使从端节点在LIN数据信传输之间从主LIN汇流排上取得电能。这种两线LIN网路非常适合系统限制为一主端节点和不超过三从端节点,且所有节点均同时供电的低节点数目网路。若系统设计人员能够实施从端节点顺序启动,以限制网路启动时的浪涌电流的上电方案,则有潜力增加从端节点的数目。
作者:爱特梅尔公司 Darius Rydahl
本文转摘自电子发烧友网《汽车电子特刊》5月刊
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