车身控制模块设计要求及解决方案
图3：基于安森美半导体收发器的典型CAN电路(图a)及LIN电路(图b)。
在车身控制网络应用中，需要尽可能地配合降低成本及空间要求，同时提升系统的稳定性和长期可靠性，故需要提升元器件的集成度。得益于近年来出现的混合信号工艺，如安森美半导体的SmartPower高压BCD工艺，高压模拟电路如今能够与低压电路集成起来，使更高集成度的系统芯片得以开发和应用。如安森美半导体的NCV7440在同一颗芯片上集成了线性稳压工字电感器及CAN收发器，NCV7420则集成了线性稳压器及LIN收发器。这样的集成有效节省PCB板空间，可以给MCU单独供电，有效遏制其它模块对MCU电源的干扰。
安森美半导体身为全球领先的高性能、高可靠性硅解决方案供应商，更为汽车车身控制网络应用推出一款超高集成度的芯片——NCV7462。这款芯片集成了线性稳压器、CAN收发器、LIN收发器、看门狗(WD)电路、低边驱动及高边驱动，将所需外部元件数量减至极少，仅占用极小的电路板空间，并帮助简化设计流程。
遥控上锁及开锁设计要求及解决方案
汽车中的遥控上锁及开锁的应用越来越普及。车身控制模块使用315MHz(美国、日本)或433MHz(欧洲)频率，通过高频接收和发送来实现遥控上锁及开锁功能。这类应用中的设计难点在于设计阻抗匹配电路，从而使功率损耗降至最低振荡电感器。此类应用的通用要求包括低静态电流、提供睡眠模式、低发射功率、高接收灵敏度、低功耗及适宜的频率范围等。而安森美半导体的ON-53480高频收发器很好地满足这些设计要求，如静态电流低至小于1µA，带有唤醒及睡眠检测功能，信号电平仅为10dBm，接收灵敏度更是低于-100dBm，且工作电流仅为10mA，频率范围为280至343MHz。
板外大功率负载驱动及方案比较
车身控制模块电路板需要为板外的一些大功率负载供电，这些负载包括汽车内部照明(5W及10W)、单向电机和汽车喇叭等。一种可选的方案是采用板内继电器。继电器的线圈属于感性负载，而感性负载在启动时需要比维持正常工作所需电流大的启动电流，且感性负载在接通电源或断开电源的瞬间会产生反向电动势。要驱动继电器，可以采用安森美半导体的NUD3124、NUD3160或NCV7608等继电器驱动器。
表2：板外大功率负载驱动方案优缺点比较
另一种方案是采用“预驱动器+MOSFET”来驱动板外大功率负载，其中预驱动器可以采用安森美半导体的NCV7513A，这器件支持并行端口及SPI端口通信，可编程，提供失效模式检测及短路和一体成型电感断路诊断功能。
第三种方案是采用SmartFET驱动。这是带保护的MOSFET，在MOSFET基础上增加了多种功能，如过压钳位、ESD保护、过流保护、过温保护、反压保护及高边和低边驱动。典型器件如低边驱动的NCV8401/2/3，及用于高边驱动(内部集成了升压电路)的NCV8450和NCV8460等。这三种方案的优缺点见表2。
应用于BCM的其它方案
除了上述板外大功率负载，汽车应用中常见的电动后视镜方面，可以采用安森美半导体的NCV7703来驱动其中的转向电机。这器件提供3个半桥输出，输出电流为0.6A，最高达1A，并具备自诊断功能，提供低静态电流、SPI通信及低压/过压/过温保护等特性。
此外，车身控制模块需要采集车门、车锁、组合开关等数十个信号，往往需要扩展MCU的输入端口，这就需要并行端口转串行端口的逻辑转换芯片，常用的是安森美半导体的8位移位寄存器MC14021B。
安森美半导体还为组合尾灯提供不同的解决方案。如NCV7680是一款8通道低边恒流驱动器，能以脉宽调制(PWM)方式设定尾部行车/刹车电流输出，而NSI45xx则是新推出的恒流线性稳压器(CCR)，基于安森美半导体待批专利的自偏置晶体管技术，以低成本、强固等特点提供较高性能，着眼于替代一些汽车尾灯中使用的电阻型功率电感驱动器。
总结：
应用环境苛刻的车身控制模块(BCM)对元器件提出了更高的要求。本文探入探讨BCM设计在电源、车身网络及板外大功率负载驱动等多个方面的要求，并比较分析了一些领域中不同方案的优劣势。安森美半导体针身为全球领先的高性能、高能效硅方案供应商，针对车身控制模块等汽车应用提供具有强固保护特性、高可靠性、低静态电流的解决方案，如电源稳压器、总线收发器、高频收发器、继电器驱动器、预驱动器、电机驱动器、LED驱动器及MOSFET等，帮助设计人员为他们的B平面变压器厂家 | 平面电感厂家
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