汽车车身控制器电源管理系统设计与应用

汽车车身控制器电源管理系统设计与应用

【摘要】文章详细分析了车身控制模块电源管理系统电路的设计，包括总体电路设计、数据采集与控制电路、调理电路、通信接口电路等内容，实现了总线控制车身电器，可供参考。

【关键词】车身控制器；电路设计；信号控制

引言

集总式BCM对车身用电器的电路实现主要包括输入信号调理电路、基于微控制器（MCU）的数据采集和控制电路、基于FPGA的逻辑运算电路、功率输出电路和通信接口电路。以下将结合各个方面分别详细介绍。

1.BCM的总体电路设计

根据集总式BCM的功能需求，需要采集多种开关量信号和模拟量信号，经过逻辑运算，决定功率输出状态，并将此状态通过CAN总线传送给CAN总线仪表，从而显示给司机，同时要求实现功率输出电路的智能故障诊断。图1显示了集总式BCM的系统电路原理图，其中A/D电路还包括对传感器信号的采集。

如图1所示，FPGA主要实现逻辑和时序控制（PWM输出和转向灯时序），MCU完成模拟信号（模拟量输入和诊断反馈量）的采集和CAN通信功能。功率输出采用智能高边功率开关，带有过流、过压保护功能，且具有输出状态诊断功能。MCU与FPGA间通过数据和控制总线进行通信，用于车速和PWM脉宽数据、开关量状态等的信息交互。

整个系统的工作流程如下：

使用微控制器MCU的A/D接口功能，采用等比例电阻分压法，采样并将用电器供电电压进行A/D转换，采样电压范围在0-5.0V，并经过限幅电路使得采样电压不超过5V，根据A/D转换结果确定占空比，将占空比数据转换为8位脉冲宽度数据，通过MCU的8位数据线和控制线写入FPGA芯片中的脉冲宽度数据寄存器；

MCU集成CAN控制器，用于发送故障诊断状态报文和其他通讯内容；

在FPGA芯片中，实现多路PWM信号的时序逻辑，PWM信号输出至各路用电器的电源芯片的控制端，即高边智能功率开关；

HS-IPSW提供驱动电流作为用电器的供电电源，其电源输入为蓄电池正极，其控制端接收来自FPGA芯片的PWM控制信号，其输出根据输入的PWM控制信号，工作在开关输出状态，电压波形为PWM波形，使其输出电压等于用电器