Микросхемы активации питания с интегрированными микроконтроллерами компании Freescale

№ 2’2014
PDF версия
Freescale Semiconductor (г. Остин, Техас, США) имеет давнюю историю и является одной из первых компаний по производству полупроводниковых приборов в мире. Начало ее деятельности относится к 1949 году, когда профессор Дэниэл Э. Нобл (Daniel E. Noble, 1901–1980 г.) основал исследовательскую радиотехническую лабораторию в г. Фениксе (Аризона, США).

Введение

Работа Нобла в области радиотехники привлекла внимание Пола В. Голвина (Paul V. Galvin), основателя и владельца корпорации Galvin Manufacturing (с 1947 года — Motorola). В 1940 году Голвин предложил Ноблу должность руководителя научных исследований.

Деятельность Нобла в области электроники, продолжавшаяся более 50 лет, началась в 1923 году в колледже Сторс (теперь университет штата Коннектикут), в котором он получил степень бакалавра: он изучал радиотехнику. Нобл также вел научную работу в Гарвардском университете и Массачусетском технологическом институте. Среди многих заслуг профессора выделяются его работы, посвященные системам с частотной модуляцией, решение о создании научно-исследовательской лаборатории Motorola в Фениксе с совершенно новым для своего времени направлением — «твердотельная электроника», а также решение о проведении исследования, приведшего к созданию мощного транзистора. В 2000 году в ознаменование заслуг ученого ИИЭР учредил награду (медаль, сертификат и премию) IEEE Daniel E. Noble Award, в 2012 году переименованную в премию IEEE Daniel E. Noble Award for Emerging Technoloies [1, 2, 3].

В 1955 году в компании Motorola были разработаны первые в мире мощные коммерческие транзисторы 2NJ4 и 2N176, нашедшие широкое применение в автомобильных приемниках, применявшихся в продукции как Motorola, так и многих других компаний. Транзисторы были выполнены в металлических корпусах, впоследствии получивших общепринятое название ТО‑3. На рис. 1 показаны первые серийные транзисторы типа 2N176.

Германиевый транзистор 2N176

Рис. 1. Германиевый транзистор 2N176

В 1974 году, вскоре после Intel 8080, компания Motorola запустила в массовое производство 8‑разрядный микропроцессор МС6800 (рис. 2а), для которого требовалось всего одно напряжение питания +5 В (вместо трех, как у большинства конкурентов). МП состоял из 4500 транзисторов, работал на тактовых частотах 1–2 МГц и адресовал до 64 кбайт памяти. В 1979 году компания выпустила первый 16‑разрядный микропроцессор МС68000, состоящий из 70 000 транзисторов и имеющий производительность 2 млн операций/с. Этот МП нашел применение в компьютерах Apple Macintosh и ПК других фирм.

Микропроцессор

Рис. 2. Микропроцессор:
а) МС6800;
б) МС68020

В 1984 году Motorola представила первый в мире 32‑разрядный микропроцессор для ПК МС68020 (рис. 2б) с тактовой частотой 16 МГц. Этот МП нашел применение в компьютерах Macintosh II и Macintosh LC, а также в рабочих станциях Sun, анализаторах сетей серии 8711 фирмы Hewlett-Packard и продуктах других компаний.

В 2004 году корпорацию Motorola возглавил Эдвард Зандер (Edward J. Zander). В этом же году ее полупроводниковое отделение было преобразовано в самостоятельную компанию Freescale Semiconductor, которую возглавил Майкл Мейер (Michel Mayer) [4].

К знаковым достижениям этой компании в области полупроводников относятся: разработка и выпуск мощных германиевых транзисторов; внедрение технологии производства транзисторов в пластиковых корпусах, ставшей впоследствии мировым промышленным стандартом; разработка микропроцессоров MC6800, МС68020 и МС68328 (DragonBall).

В настоящее время Freescale является одним из лидеров в области производства полупроводниковых компонентов для встроенных систем, автомобильной промышленности, потребительской электроники, телекоммуникационного и промышленного оборудования. По ряду направлений компания занимает лидирующие позиции, в том числе по поставкам микроконтроллеров для автомобильной электроники (№ 1 в мире среди поставщиков датчиков для подушек безопасности); акселерометров; автомобильных датчиков; коммуникационных процессоров и встроенных процессоров для сетевых технологий; процессоров для электронных книг. Компания выпускает микропроцессоры архитектуры DragonBall, ColdFire, PowerPC, Qorlq, а также сигнальные процессоры на платформе StarCore [5].

Заказчиками Freescale являются более 10 000 компаний и свыше 100 ОЕМ-производителей, обслуживаемых напрямую. Основная часть конечных заказчиков обслуживается через авторизованных дистрибьюторов, в России это Arrow, EBV Elektronik, Farnell, Mouser Electronics, Richardson RFPD, Silica, Rochester Electronics и Symmetron.

В каталоге Freescale 2013 года представлена широчайшая номенклатура полупровод-никовых приборов и микросхем в шести категориях: микроконтроллеры, процессоры, микросхемы управления питанием и аналоговые микросхемы, цифровые сигнальные процессоры и контроллеры, ВЧ-приборы и процессоры, сенсоры [6].

В категории аналоговых микросхем и микросхем управления появился новый класс приборов — микросхемы активации питания. Они ориентированы на выполнение задач в приложениях типа привод/управление нагрузкой и способны не только управлять нагрузками, но и обеспечивать защиту самой нагрузки, определять ее статус и выполнять диагностику неисправностей с передачей информации о них через специальные интерфейсы. В качестве нагрузок могут выступать различные приборы, например светодиоды и двигатели.

Для управления нагрузками могут использоваться:

  • Ключи нижнего плеча. (В каталог компании входит 10 типов микросхем, число исполнений каждой микросхемы — от 2 до 14.)
  • Ключи верхнего плеча — 14 типов (от трех до 34 исполнений).
  • Драйверы с Н‑мостами и конфигурируемые ключи — 15 типов (от двух до 16 исполнений).
  • Драйверы затворов полевых транзисторов — восемь типов (от двух до шести исполнений).
  • Драйверы светодиодов — два типа (от четырех до 10 исполнений).
  • Н‑мостовые драйверы шаговых двигателей — MM908E626 (два исполнения).
  • «Взрывные» драйверы — MC33797 (четыре исполнения).
  • Микросхемы управления трансмиссией и режимами двигателей автомобилей — 18 типов (от одного до шести исполнений) [7].

Классификационные параметры микросхем активации питания компании, включенные в каталог 2013 года, приведены в таблице.

Таблица. Классификационные параметры микросхем активации питания

Микросхема*

Назначение

Корпус

Iвых, А

RDSon, Ом

Uвых (min), В

Uвых (max), В

Uпит, В

Интерфейс

Рабочая температура, °С

Диагностика

Примечания

MM908E621 (5)

МК (8-бит), Н-мост, стабилизаторы,
HSS, LIN Phy

SOIC 54

1

0,185–0,75

7,5

20

5–28

4,5–5,5

–40…+85

SPI

ШИМ-совместимость, ГПЗ

MM908E622 (4)

МК (8-бит), Н-мост, стабилизаторы,
LIN Phy, EC Glass Driver

SOIC 54

1

0,185–0,75

7,5

20

5–28

4,5–5,5

–40…+85

SPI

ШИМ-совместимость, ГПЗ

MM908E624 (8)

МК (8-бит), стабилизаторы, HSS, LIN Phy, драйвер соленоидов

SOIC 54

0,05–0,15

2–7

7,5–8

18–20

9–16

4,5–5,5

–40…+85 –40…+125

SPI

ШИМ-совместимость, ограничение выходного тока, ГПЗ

MM908E625 (3)

МК (8-бит), стабилизаторы,

конфигурируемый Н-мост, LIN Phy

SOIC 54

1

0,425–0,6

7,5–8

18–20

5–28

4,5–5,5

–40…+85

SPI

ШИМ-совместимость, ГПЗ, вход для датчиков Холла

MM908E626 (4)

МК (8-бит), стабилизаторы, драйвер ШД, LIN Phy

SOIC 54

1

0,425

7,5–8

18–20

5–28

4,5–5,5

–40…+115

SPI

ШИМ-совместимость, ГПЗ

MC12XS2 (10)

Универсальный (12 В) ключ с экстремально низким RDSon

QFN 16

2,8–7,5

0,004–0,008

0

27

4,5–27

Параллельный, SPI

–40…+125

Status Flag,
SPI

ШИМ-совместимость, ГПЗ

MC12XS3 (34)

Многоканальный (12 В) ключ для внешних сигнальных фонарей

автомобилей

QFN 24,

SOIC 32

2,8–5

0,006–0,035

6

20

3–5,5

Параллельный, SPI

–40…+125

SPI

Спящий режим, ШИМ-совместимость, ограничение выходного тока

MC12XS6 (4)

Многоканальный ключ для внешнего
автомобильного освещения

SOIC 54,

SOIC 32

2,75–6,5

0,007–0,17

7

18

4,5–5,5

Параллельный, SPI

–40…+125

SPI

Диагностика нагрузки, монитор выходного тока, ШИМ-совместимость

MC12XSB

Универсальный (12 В) ключ для промышленных приложений

с низким RDSon

MC12XSC

Многоканальный (12 В) ключ для

наружного промышленного освещения

MC12XSF

Многоканальный ключ для наружного промышленного освещения

с расширенными функциями

MC24XS4 (6)

Универсальный (24 В) ключ с низким RDSon

QFN 23

3–9

 0,006–0,02

8

36

3–5,5

Параллельный, SPI

–40…+125

SPI

Спящий режим, ШИМ-совместимость, ограничение выходного тока

MC33186 (8)

Автомобильный Н-мостовой драйвер

HSOP 20

3

0,3

0

28

5–28

Параллельный, SPI

–40…+125

Status Flag

ГПЗ, ШИМ-совместимость, ограничение выходного тока

MC33730 (4)

Импульсный источник питания с выходными стабилизаторами

SOIC 32

4,5–26,5

Параллельный, SPI

–40…+125

MC33797 (4)

4-канальный взрывной драйвер

SOIC 32

0,5

1

7

35

4,75–5,25

SPI

–40…+85

SPI

Детектор КЗ, монитор параметров нагрузки

MC33800 (2)

Блок управления режимами двигателей автомобилей

SOIC 54

0,17–0,35

0,25–1

5

36

3–5,5

Параллельный, SPI

–40…+125

SPI

Спящий режим

MC33810 (2)

Блок управления режимами двигателей автомобилей

SOIC 32

1

0,1

4,5

36

2–5,5

Параллельный, SPI

–40…+125

Параллельный

MC33811 (2)

Монитор соленоидов

SOIC 16

7

17

3–5,5

SPI

–40…+125

SPI

MC33812 (4)

Многофункциональный драйвер инжекторов топлива и зажигателей автомобилей

SOIC 32

0,3–1

0,2–1

4–9

36

4,9–36

Параллельный

–40…+125

Параллельный

Выход стабилизатора напряжения

MC33813 (2)

Блок управления малыми одноцилиндровыми ДВС

QFP 48

0,05–2

0,3–20

4,5

36

6–18

Параллельный, SPI

–40…+125

SPI

Ограничение выходного тока, сторожевой таймер

MC33814 (2)

Блок управления малыми двухцилиндровыми ДВС

QFP 48

0,05–2

0,3–20

4,5

36

6–18

Параллельный, SPI

–40…+125

SPI

Ограничение выходного тока, сторожевой таймер

MC33816

Блок управления режимами двигателя автомобиля

MC33879 (10)

Конфигурируемый последовательный ключ с контроллером нагрузок

SOIC 32

0,35

0,75

0

27,5

5,5–27,5

Параллельный, SPI

–40…+125

SPI

Ограничение выходного тока, ШИМ-совместимость, контроль параметров нагрузки

MC33880 (12)

Конфигурируемый последовательный ключ с последовательным интерфейсом входа/выхода

SOIC 28,

SOIC 32

0,25

0,55

0

45

9–24,5

Параллельный, SPI

–40…+125

SPI

Спящий режим, ШИМ-совместимость, ограничение выходного тока

MC33882 (14)

Интеллектуальный 6-выходной ключ

HSOP 30,

QFN 32,

SOIC 32

0,005–1

0,4–0,75

0

52

8–25

Параллельный, SPI

–40…+125

SPI

Контроль параметров нагрузки, спящий режим, ограничение выходного тока

MC33883 (6)

Н-мостовой драйвер затворов

SOIC 20,

SOIC 20W

5,5

55

5,5–28

Параллельный

–40…+125

Нет

ГПЗ, ШИМ-совместимость, спящий режим

MC33886 (6)

Н-мост

HSOP 20

3

0

30

5–30

Параллельный

–40…+125

Status Flag

ГПЗ, ограничение выходного тока

MC33887 (16)

Н-мост

HSOP 20, SOIC 54, QFN 36

3

0,24

0

30

5–30

Параллельный

–40…+125

Status Flag

ГПЗ, спящий режим, ОС по обратному току нагрузки,
ограничение выходного тока

MC33899 (2)

Программируемый Н-мост

HSOP 30

3–5

0,08–0,1

7

18

4–5,5

Параллельный, SPI

–40…+125

SPI

ГПЗ, ШИМ-совместимость

MC33926 (2)

Н-мост для управления дросселями
и соленоидами

QFN 32

3

0,12

8

28

8–28

Параллельный

–40…+125

Status Flag

Спящий режим, ШИМ-совместимость, ГПЗ

MC33931 (4)

Н-мост для управления дросселями
и соленоидами

HSOP 44,

SOIC 32

3

0,12

8

28

8–28

Параллельный

–40…+125

Status Flag

Спящий режим, ШИМ-совместимость, ГПЗ

MC33932 (4)

Сдвоенный Н-мост для управления

дросселями и соленоидами

SOIC 54,

HSOP 44

3

0,12

8

28

8–28

Параллельный

–40…+125

Status Flag

Спящий режим, ШИМ-совместимость, ГПЗ

MC33937 (6)

Трехфазный драйвер

полевых транзисторов

SOIC 54

8

40

8–40

Параллельный, SPI

–40…+135

SPI

ГПЗ

MC33972 (6)

Многоканальный детектор интерфейсов

SOIC 32

5

26

3,1–5,25

SPI

–40…+125

SPI

Импульсная зачистка контактов

MC33975 (4)

Многоканальный детектор интерфейсов

SOIC 32

5

26

3,1–5,5

SPI

–40…+125

SPI

Импульсная зачистка контактов

MC33996 (4)

16-канальный коммутатор

SOIC 32

0,35

0,55

0

40

5–27

SPI

–40…+125

SPI

Диагностика нагрузки, монитор выходного тока, ШИМ-совместимость

MC33999 (2)

16-канальный коммутатор

SOIC 54

0.35

0,55

0

40

5–27

Параллельный,
последова-тельный

–40…+125

SPI

Диагностика нагрузки, монитор выходного тока, ШИМ-совместимость

MC34844 (4)

10-канальный драйвер светодиодов
с источником питания

QFN 32

7–28

 Параллельный, I2C

–40…+105

I2C, параллельный

ШИМ-совместимость

MC34845 (10)

Бюджетный 6-канальный драйвер светодиодов с источником питания

QFN 24

5–21

Параллельный

–40…+85

Нет

ШИМ-совместимость

MC34931 (2)

Н-мост (5 А)

SOIC 32

3

0,12

8

28

8–25

Параллельный

–40…+85

Status Flag

ГПЗ, спящий режим, ШИМ-совместимость

MC34932 (2)

Сдвоенный Н-мост (5 А)

SOIC 54

3

0,12

8

28

8–28

Параллельный

–40…+85

Status Flag

ГПЗ, спящий режим, ШИМ-совместимость

MC34933 (2)

Сдвоенный Н-мостовой драйвер с ГПЗ

QFN 16

0,7

0,8

2

7

2,7–5,5

Параллельный

–20…+85

Нет

MC34937

Трехфазный драйвер полевых транзисторов

MC36XSD

Универсальный ключ с низким RDSon

MM912_P812 (4)

МК (SP12R) и многофункциональная схема контроля зажигания и впрыска топлива

QFP 100

0,25–1

4–7

36

4,7–36

SPI

–40…+125

SPI

Сторожевой таймер, ШИМ-совместимость, диагностика нагрузки, АЦП, цифровые входы/выходы

MM912_S812 (2)

МК (S12XS) многофункциональная схема контроля зажигания и впрыска топлива

QFP 100

0,25–1

4–7

36

4,7–36

SPI

–40…+125

SPI

Сторожевой таймер, ШИМ-совместимость, диагностика нагрузки, АЦП, цифровые входы/выходы

MPC17510 (2)

Н-мостовой драйвер двигателей

TSSOP 24

1–2

0,45

2

15

4–5,5

Параллельный

–30…+65

Нет

ГПЗ, низкое RDSon

MPC17511 (8)

Н-мостовой драйвер двигателей

S MFP16, QFN 24

1

0,5

2

6,8

2,7–5,7

Параллельный

–20…+65

Нет

ГПЗ, низкое RDSon

MPC17529 (2)

Сдвоенный Н-мостовой драйвер двигателей

SOIC 20

0,7

0,7

2

6,8

2,7–5,5

Параллельный

–20…+65

Нет

Низкое RDSon

MPC17531 (8)

Сдвоенный Н-мостовой драйвер двигателей

SOIC 20,QFN 24

0,7

0,8

2

6,8

2,7—6,8

Параллельный

–20…+65

Нет

ГПЗ, низкое RDSon

MPC17533 (2)

Сдвоенный Н-мостовой драйвер двигателей

S MFP16 0.65MM EIAJ-2

0,7

0,8

2

6,8

2,7–5,7

Параллельный

–20…+65

Нет

Низкое RDSon

MPC17C724 (2)

Сдвоенный Н-мостовой драйвер двигателей

QFN 16

0,4

1

2–7

5,5

2,7–5,5

Параллельный

–20…+85

Нет

Низкое RDSon

TC80310 (1)

Программируемый (LIN 1.3) генератор переменного тока

Кристалл

5

0,08

8

27

8–27

LIN

–40…+150

LIN

 Примечания. * В скобках указано число исполнений или типов микросхем в семействе. HSS — ключ верхнего плеча; LIN Phy (Local Interconnector Network Physical Layer) — физический уровень шины LIN; EC Glass Driver — схема управления электрохромными зеркалами заднего вида; ГПЗ — генератор подкачки заряда; ШД — шаговый двигатель, ДВС — двигатель внутреннего сгорания.

В группу приборов активации питания со встроенными микроконтроллерами входят пять микросхем семейства ММ908 Е62х, некоторые исполнения которых предназначены для эксплуатации в жестких условиях. Все микросхемы базируются на 8‑разрядном ядре, флэш-памяти объемом 16 кбайт и ОЗУ объемом 512 байт. В микросхемы интегрированы интерфейсы LIN, ESCI и SPI. Основные области применения микросхем: автомобильная и морская электроника, робототехника, локальные проводные сети, а также управление двигателями, лампами и светодиодами.

 

Микросхемы MM908E621 и MM908E621FS

MM908E621 и MM908E621FS (рис. 3) — это счетверенный Н‑мост и строенный ключ верхнего плеча с микроконтроллером и интерфейсом LIN в одном корпусе, предназначенный для эффективного управления и контроля параметров нагрузки. В корпус микросхем интегрированы высокоэффективный микроконтроллер НС08 и аналоговая микросхема на основе технологии SMARTMOS.

Внешний вид микросхемы ММ908Е621

Рис. 3. Внешний вид микросхемы ММ908Е621

В состав МК НС08 входят:

  • ядро M68HC908EY16;
  • флэш-память;
  • четыре таймера;
  • интерфейсы ESCI (Enhanced Serial Commu-nications Interface) иSPI;
  • 10‑разрядный АЦП;
  • внутренний модуль тактового генератора (Internal Clock Generator, ICG).
Схема включения ММ908Е621

Рис. 4. Схема включения ММ908Е621

Аналоговый блок содержит четыре Н‑моста, три ключа верхнего плеча с функциями диагностики, вход для датчиков Холла, аналоговые входы, стабилизатор напряжения, сторожевой таймер и физический уровень интерфейса локальных сетей LIN. Упрощенный вариант включения микросхем приведен на рис. 4, блок-схема — на рис. 5. На рисунках показано, что к микросхемам можно подключить три двигателя постоянного тока (функции реверса и регулировки скорости вращения, диагностика обрывов и КЗ) и три резистивных нагрузки (лампы, реле и т. п.) с определением статуса/диагностики обрывов/КЗ.

Блок-схема MM908E621

Рис. 5. Блок-схема MM908E621

Особенности и параметры микросхем:

  • Два 16‑разрядных двухканальных таймера.
  • Автономный сторожевой таймер и мониторинг микроконтроллера.
  • Вход пробуждения и вход для 3‑проводных датчиков Холла.
  • Номинальный диапазон напряжения питания: 9–16 В, расширенный: 7,5–20 В.
  • Ток потребления при Uпит = 12 В: 25 мА (рабочий режим), 40 мкА (стоп-режим), 12 мкА (спящий режим).
  • Выходное напряжение стабилизатора VDD: 4,75–5,25 В, выходной ток: до 150 мА.
  • Параметры ключей верхнего плеча HS1: RDSon— 185 мОм (при токе 1 А, Тj = +25 °C), ток выключения при перегрузке — 6–9 А, частота переключения — до 25 кГц.
  • Параметры ключей верхних плеч HS2 и HS3: RDSon— 440 мОм (1 А), ток выключения при перегрузке — 3,6–5,6 А, частота переключения — до 25 кГц.
  • Параметры Н‑мостов НВ1 и НВ2:
    • RDSon— 750 мОм (1 А);
    • ток выключения при перегрузке — 1–1,5 А;
    • частота переключения — до 25 кГц.
  • Параметры Н‑мостов НВ3 и НВ4:
    • RDSon— 275 мОм (1 А);
    • ток выключения при перегрузке — 4,8–7,2 А;
    • частота переключения — до 25 кГц.
  • Параметры коммутируемого выхода HVDD:
    • I— 4,75–5,25 А,
    • ток выключения при перегрузке — 25–50 мА (типовое значение — 35 мА).

Внешнее напряжение питания подается на все восемь выводов VSUP1–VSUP8 микросхемы (рис. 6). При работе в автомобильных приложениях выходное напряжение стабилизатора +5 В с вывода 42 (VDD) обычно подается на вывод питания микроконтроллера 47 (EVDD) через внешний проводник, зашунтированный конденсаторами фильтра (рис. 4). Выводы корпусов аналогового блока и микропроцессора VSS/EVSS также соединяются с внешними проводниками. Для других приложений возможна подача напряжения питания на микроконтроллер от отдельного источника +5 В.

Назначение выводов микросхемы ММ908Е621

Рис. 6. Назначение выводов микросхемы ММ908Е621

 

Микросхемы MM908E622 и MM908E622FS

Эти микросхемы отличаются от предыдущих только наличием схемы управления электрохромными зеркалами заднего вида автомобилей (EC glass mirrors). Электрохромное зеркало является разновидностью противоослепляющих зеркал и состоит из двух слоев стекла, между которыми находится слой ЖК-кристаллов. При пропускании тока через этот слой меняется коэффициент отражения зеркала, что позволяет устранить эффект ослепления.

Включение микросхем отличается от приведенного на рис. 4, 5 наличием дополнительных выводов 22 и 23 (EC/ECR), не используемых в микросхемах MM908T621.

Параметры схемы управления электрохромными зеркалами:

  • RDSon: 1 Ом (вывод ECR, ток 0,1 А), 0,4 Ом (вывод ЕС).
  • Ток выключения при перегрузке: 0,6–1 А.
  • Детектируемое сопротивление обрыва нагрузки: 10 кОм.
  • Регулируемое выходное напряжение: 0,18–1,4 В.
  • Разрешающая способность ЦАП: шесть разрядов (в диапазоне 0–1,4 В).

 

Микросхемы MM908E624 и MM908E624FS

Эти микросхемы отличаются упрощенным построением аналогового блока. В его состав входят: три ключа верхнего плеча, стабилизатор с малым падением напряжения, физический уровень интерфейса LIN, входы для подключения датчиков выходного тока нагрузки и датчиков Холла. Микросхемы предназначены для применения в качестве драйверов индуктивных нагрузок, в том числе автомобильных двигателей привода стеклоподъемников, вентиляционных панелей на крыше автомобилей, вентиляторов и т. п.

Микросхемы выпускаются в стандартном исполнении (MM908E624ACPEW) и в исполнении с расширенным диапазоном рабочих температур окружающей среды (MM908E624AYPEW) — –40…+125 °C. Упрощенный вариант включения микро-схем приведен на рис. 7.

Схема включения ММ908Е624

Рис. 7. Схема включения ММ908Е624

Основные особенности и параметры аналогового блока микросхем:

  • Напряжение питания: 5,5–18 В. (Полная функциональность сохраняется при увеличении напряжения до 27 В при температуре кристалла не более 125 °C.)
  • Ток потребления при Uпит = 13,5 В: 20 мА (рабочий режим), 60 мкА (стоп-режим), 35 мкА (спящий режим).
  • Выходное напряжение стабилизатора VDD: 4,75–5,25 В (при Iвых = 2–50 мА), падение напряжения: 0,1 В.
  • Параметры ключей верхнего плеча Н1 и Н2:
    • RDSon— 2 Ом (при Iвых = 150 мА);
    • ток выключения при перегрузке — 300–600 мА.
  • Параметры ключа верхнего плеча Н3:
    • RDSon не более 7 Ом (при Iвых = 50 мА);
    • ток выключения при перегрузке — 60–200 мА.

Напряжение питания для микросхемы подается на выводы VSUP1 (стабилизатор, внутренняя логика, трансивер интерфейса LIN) и VSUP2 (ключи верхнего плеча). Напряжение +5 В на микроконтроллер и АЦП на выводы EVDD, VDDA, VREFH, VCC снимается с выхода стабилизатора напряжения (вывод VDD). Выводы встроенного ОУ для датчиков тока нагрузки: E+, E– — неинвертирующий и инвертирующий входы, OUT — выход ОУ, VCC — напряжение питания +5 В. Вход PWMIN предназначен для непосредственной подачи ШИМ-импульсов на ключи верхнего плеча Н1 и Н2. (При соединении этого вывода с цепью VDD оба ключа открываются.)

 

Микросхемы MM908E625 и MM908E625FS

Эти микросхемы отличаются от MM908E621 меньшим числом ключей верхнего плеча и наличием дополнительных входов для датчиков Холла. Упрощенный вариант включения микросхем приведен на рис. 8. Функционально микросхемы оптимизированы для применения в автомобилях в качестве драйверов привода зеркал, дверных замков и осветительных приборов.

Схема включения MM908E625

Рис. 8. Схема включения MM908E625

Основные особенности и параметры микросхем:

  • Напряжение питания: 8–18 В.
  • Ток потребления при Uпит = 12 В: 20 мА (рабочий режим), не более 60 мкА (стоп-режим).
  • Выходное напряжение стабилизатора VDD: 4,75–5,25 В (при Iвых = 60 мА).
  • Параметры ключа верхнего плеча HS: RDSon— 600 мОм (при Iвых = 1 А), ток выключения при перегрузке — 4–7,5 А.
  • Параметры Н‑мостов НВ1–НВ4:
    • RDSon— не более 500 мОм (1 А);
    • ток выключения при перегрузке — 2,8–7,5 А;
    • пять режимов ограничения выходного тока (Icl1–Icl5) — 55–740 мА.

Напряжение питания для микросхемы подается на выводы VSUP1–VSUP3. Напряжение с выхода стабилизатора +5 В (вывод VDD) подается на МК и АЦП (выводы EVDD и VDDA), а также на ключ коммутируемого выходного напряжения HVDD, которое можно использовать для питания внешних устройств, в том числе датчиков Холла.

 

Микросхемы MM908E626 и MM908E626FS

Эти микросхемы содержат по четыре Н‑мостовых выхода и ориентированы для применения в качестве драйверов биполярных шаговых двигателей, в том числе автомобильных (климат-контроль, управление световыми приборами). Их можно эксплуатировать при высокой (до +115 °C) температуре окружающей среды. Упрощенный вариант включения микросхем приведен на рис. 9.

Схема включения ММ908Е626

Рис. 9. Схема включения ММ908Е626

Параметры Н‑мостов НВ1–НВ4: RDSon — не более 500 мОм, ток выключения при перегрузке — 2,5–7,5 А, пять режимов ограничения выходного тока (Icl1–Icl5) — 55–740 мА.

 

Заключение

В аналоговые блоки всех рассмотренных микросхем интегрирован физический уровень интерфейса LIN (стандарт SAE J2602), который предназначен для объединения автомобильных подсистем и узлов, таких как дверные замки, стеклоочистители, стеклоподъемники и т. п. Стандарт промышленной сети LIN (Local Interconnect Network) разработан консорциумом автопроизводителей и других известных компаний: Audi, BMW, Daimler Chrysler, Mercedes-Benz, Motorola, Volcano Communication Technologies, Wolkswagen, Volvo и других. Протокол предназначен для создания дешевых локальных сетей обмена данными на короткие расстояния и служит для передачи входных воздействий, состояний переключателей на панелях, а также ответных воздействий различных устройств, соединенных в одну систему через однопроводную шину LIN и происходящих в так называемом «человеческом» временном диапазоне (сотни миллисекунд).

Размещение электронных узлов сети LIN в автомобиле

Рис. 10. Размещение электронных узлов сети LIN в автомобиле

LIN разработан в качестве дополнения к высоконадежным протоколам СAN и FlexRay, базируется на технологии UART/SCI и гарантирует скорость передачи данных до 20 кбит/с. Применение LIN-протокола позволяет реализовать управление, диагностику и обслуживание множества узлов автомобилей в рамках одной мультиплексной системы, а также резко уменьшить количество проводов в сети автомобиля. Важным свойством LIN-интерфейса является возможность самосинхронизации без использования генераторов и кварцевых резонаторов на приемной стороне.

Вариант размещения электронных узлов автомобиля приведен на рис. 10. Синим цветом обозначены элементы сети LIN, желтым — сети FlexRay, коричневым — сети CAN. К типовым узлам автомобиля, которые управляются через сеть LIN или подключены к ней, относятся следующие (номера в звездочках):

  • 1 — рулевая колонка: блок круиз-контроля, стеклоочистители, фонари поворотов, блок управления климатом, радиоприемник;
  • 2 — крыша: датчик дождя, датчик света, блок управления освещением, верхняя сдвигаемая панель;
  • 3 — двигатель/кондиционер: датчики, сервисные двигатели, панель управления климатом;
  • 4 — двери/сиденья: зеркала, приборная панель, коммутатор зеркал, стеклоподъемники, дверные замки, двигатели кресел, датчики занятости сидений, панель управления сиденьями.

Интерфейс LIN всех рассмотренных микросхем характеризуется следующими параметрами:

  • Выходное напряжение в режиме передачи: максимальное не менее Uпит— 1 В (min), но не более 1,4 В.
  • Гистерезис входных напряжений приемника: не менее 0,175Uпит (номинальный диапазон 0,4Uпит…0,6Uпит).
  • Сопротивление нагрузочного резистора: 20–47 кОм (типовое — 30 кОм).

Аналоговые блоки всех рассматриваемых микросхем выполнены на основе «интеллектуальной» технологии SMARTMOS, позволяющей объединить на одном кристалле логические, аналоговые и силовые схемы. Технология SMARTMOS используется в комбинации с технологией производства дискретных силовых полевых транзисторов НDTMOS, отличающихся высоким быстродействием и относительно большими рабочими токами. В микросхемах, выполненных по технологии SMARTMOS, предусмотрены различные меры для повышения надежности, в том числе защита от перегрузки по току с автоматическим восстановлением работоспособности и ряд других защитных функций, а также диагностика отказов и выдача сигналов текущего статуса ключевых узлов.

Литература
  1. http://www.ieee.org/about/awards/noble.html
  2. http://azdesign.ru/index.shtml?Support&Archiv&Elc1980/E19800410Elc015/ ссылка утеряна/
  3. http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Daniel_Noble
  4. http://en.wikipedia.org/wiki/Edward_Zander
  5. http://www.freescale.com/webapp/sps/site/homepage.jsp?code=COMPANY_INFO_HOME&tid=FSH
  6. http://www.freescacom/webapp/sps/library/prod_lib.jsp?tid=FSH
  7. http://www.freescale.com/webapp/sps/site/taxonomy.jsp?code=PWRACTUATION&tid=prodlib
  8. http://www.freescale.com/webapp/sps/site/overview.jsp?code=IFATOLIN

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *