基于Atmel半導體方案的汽車雨刷系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)
在目前已有的前端雙雨刷系統(tǒng)中，左右雨刷器之間的同步用機械連接實現(xiàn)(圖1)。這很有必要，因為擋風玻璃受污垢、風及雨刷器的狀況不同的影響，使左右雨刷器的狀態(tài)不同。
多年來，汽車業(yè)一直在尋找一種能降低噪聲和機械連接空間要求的智能方案。
一種方案就是用電子解決方案替代機械連接(圖2)。在這種架構(gòu)中，每個雨刷器都由一直流電機驅(qū)動。直流電機由可直接安裝在電機組件內(nèi)部的微控制器和驅(qū)動IC來控制。用一接口處理左右雨刷器的同步問題，這樣，兩刷器之間就沒必要使用傳統(tǒng)雨刷系統(tǒng)那種機械連接，其噪聲大大減小，同時也節(jié)省了空間。
由于成本原因，雨刷系統(tǒng)使用直流電機。一種支持PWM和4個功率MOSFET控制方向驅(qū)動的全H橋柵極驅(qū)動器能控制這類電機。這種應(yīng)用的IC必須采用高電壓工藝設(shè)計，必須適合在苛刻的環(huán)境中使用。另外，如擋風玻璃雨刷系統(tǒng)這樣的高容量直流電機應(yīng)用應(yīng)該采用優(yōu)化的通信接口。
因為雨刷電子產(chǎn)品通常離汽車無線電設(shè)備很近，所以，必須控制EMC發(fā)射，汽車無線電的電子中斷會使汽車駕駛員難以忍受。可以用差分串行通信接口(SCI)收發(fā)器來減少這類輻射，改善EMC性能。SCI收發(fā)器是一種差分器件，對于僅有一個雨刷器的系統(tǒng),它能以單端模式工作。這種柵極驅(qū)動器具備的SCI功能使其與LIN設(shè)備很類似。不過，與標準LIN接口相比，數(shù)據(jù)傳輸率更快，高達100 k波特。
每個雨刷器模塊(圖3)都由一個微控制器、一個高度集成的柵極驅(qū)動器和直流電機組成。由多個霍爾傳感器測量兩個雨刷器的位置。驅(qū)動器通過雨刷器開關(guān)把命令送至微控制器。電子設(shè)備靠近雨刷器電機安裝，對空間要求不是很大。
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