BCM硬件設(shè)計(jì)的平臺化和半導(dǎo)體化(上)

　　1 前言

　　BCM是車身(包括24V商用車和12V乘用車)電子的重要內(nèi)容，BCM是Body Control Module的縮寫。主要任務(wù)之一是燈光控制，包括前燈、側(cè)燈、尾燈和室內(nèi)燈，以及控制一些加熱附件、雨刮繼電器等。另外可選的任務(wù)是包含網(wǎng)關(guān)功能，處理整車通訊信息。本文主要討論BCM系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的原則是根據(jù)負(fù)載特性選擇不同的驅(qū)動方式，達(dá)到控制相關(guān)負(fù)載的目的。此外，本文對功率損耗分析、診斷等關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

　　2 負(fù)載

　　負(fù)載是控制器的控制對象，在設(shè)計(jì)ECU之前，必須對控制對象的電氣特性有明確理解。了解電氣特性主要從負(fù)載類型和驅(qū)動類型兩方面考慮。

　　2.1 負(fù)載類型

　　負(fù)載是BCM模塊ECU的控制對象，主要有阻性、容性和感性負(fù)載三類，如圖1所示。

　　其中，需要說明的是阻性負(fù)載中除了具有加熱功能的電阻絲外，LED也屬于阻性負(fù)載。LED與傳統(tǒng)發(fā)光器件白熾燈不同， LED導(dǎo)通后，導(dǎo)通電壓和電流成線性關(guān)系，符合歐姆定律。由于LED本質(zhì)是二極管，在導(dǎo)通之前，LED呈高阻狀態(tài)，從全范圍來看LED是包含兩個(gè)電阻狀態(tài)的阻性負(fù)載。白熾燈和氙燈是容性負(fù)載，但是在物理意義上，其燈絲仍是金屬材質(zhì)，具有溫變電阻特性，表現(xiàn)為在低溫時(shí)電阻極小，高溫時(shí)電阻較大的特性，而白熾燈和氙燈在照明時(shí)溫度較高，此時(shí)的燈絲電阻為其額定工作電阻。

　　2.1.1 容性負(fù)載白熾燈

　　白熾燈和氙燈啟動過程中，由于燈絲冷態(tài)電阻極低，表現(xiàn)出來的啟動電流極大，這個(gè)電流類似于初始電壓很小或者為零時(shí)的電容充電電流，也稱這個(gè)電流為浪涌電流(Inrush Current)。由于白熾燈和氙燈的啟動過程類似電容充電，所以被稱為容性負(fù)載，如圖2(a)、(b)所示 。 燈負(fù)載是BCM模塊的主要負(fù)載，常見的法規(guī)強(qiáng)制要求燈負(fù)載如表1所示。