应用于汽车车身控制系统的MC33399的工作原理、主要特点与结构分析

发布时间:2023-05-30  

1 、概述

LIN(Local Interconnect Network局域互连网络)是一种低成本的总线网络。其最初的开发目的在于弥补CAN总线的不足,主要用于汽车中某些对通信速率要求不高的场合,LIN总线作为CAN总线的辅助网络或子网络使用可以解决汽车内因导线过多所带来的许多问题。


一个简单的LIN节点除了微控制器外,还需要两个芯片,即LIN接口芯片和5V的电压调节器。Freescale公司的MC33399芯片是专用于LIN的单线物理接口器件。该器件的功耗非常低,可控制外部稳压器,安全符合LIN规范,抗干扰能力强,是一种高性能的模拟器件,适用于工作环境比较复杂的汽车。MC33399的主要特点如下:

·通信速率范围为1~20kb/s;

·额定工作电压:8V~18V,正常电压:7V~27V;

·无功节点不影响总线状态;

·有正常和睡眠两种工作模式,睡眠模式下的静态电流仅20μA;

·LIN总线唤醒、MCU命令唤醒以及接口外部高压开关输入唤醒;

·通过兼容的CMOS I/O脚与MCU进行接口;

·带有外部稳压器控制功能;

·内置上拉电阻;

·LIN引脚的ESD电压可达4kV;

·具有很好的电磁兼容性;

·工作温度范围为-40℃~125℃。

2、 引脚功能MC33399采用SO8型贴片式封装。图1示出引脚排列,各引脚的功能说明如表1所列。

应用于汽车车身控制系统的MC33399的工作原理、主要特点与结构分析

3 、内部结构及工作原理

MC33399的内部结构框图如图2所示。现将其主要工作原理介绍如下:

3.1 主要功能

MC33399的工作模式由使能端EN来控制。当EN为1时,电路处于正常工作状态,此时由TX引脚到LIN总线以及由LIN总线到RX引脚的两条传输路径均被激活。当EN为0时,芯片进入睡眠或低功耗模式,此时两条传输路径被禁止。睡眠模式下,LIN引脚可通过上拉电阻和上位电流源保持在高电平Vsup,并通过Vsup引脚由电源向芯片提供静态电流(典型值为20μA)。

MC33399的LIN引脚用于完成单总线收发功能。TX引脚则用于控制LIN引脚的输出状态,工作时,这两引脚的状态始终保持一致。而RX引脚则可用来显示LIN总线的状态,LIN总线呈现高电平(隐性)时,RX为高;反之,LIN总线为低电平(显性)时,RX为低。RX输出为典型的CMOS推挽输出结构。

由于其特定的内部结构,当地漂移或者电源连接失败时,将不会有反向电流从LIN总线进入芯片内部。MC33399允许Wake引脚输入高压唤醒,同时也可用Wake引脚由高到低或由低到高的两种跳变唤醒,当芯片进入睡眠状态时,芯片将记录下当前Wake引脚的状态。而当电路检测到Wake端相反状态时,就认为发生了唤醒事件。此外,芯片还内置有噪声滤波器,它能够抑制总线高频噪声干扰,防止错误唤醒。

3.2 睡眠唤醒

MC33399可用如下三种方式从睡眠模式中唤醒:

(1)LIN总线唤醒

总线上任一节点发送“唤醒帧”,都可使LIN引脚的状态由隐性变为显性,以唤醒芯片。唤醒时,MC33399处于“等待模式”,INH引脚置高电平以激活外部稳压器。此后,MCU上电并将EN引脚置高电平,从而使芯片由“等待模式”进入“正常模式”。

(2)内部节点激活唤醒

当本地节点中的MCU发出指令将EN引脚置高电平时,芯片也会进入“正常模式”。

(3)通过Wake引脚唤醒

通过在MC33399芯片外部设置开关,以使Wake引脚输入高压唤醒。

4 、典型应用电路

图3是MC33399的典型应用电路,该电路采用Wake引脚输入开关唤醒方式,其中的5V外部稳压器是可控的。图中,EN引脚直接与MCM的I/O口相连,用于选择MC33399的工作状态。通信接收引脚RX和发送引脚TX分别与MCU的串行通信接口(SCI)相应连接,以完成通信功能。INH引脚直接接到外部稳压器的控制端,当电路正常工作时,INH引脚输出高电平,外部稳压器被激活,正常输出5V电压给MCU供电;而当芯片进入睡眠模式时,INH引脚输出低电平使外部稳压器禁止,MCU掉电。此外,INH引脚还可通过晶体管连接到MCU的IRQ或者XIRQ引脚产生中断,此时外部稳压器应选用不可控的。芯片的应用方式与图3类似,只是INH引脚的接法不一致。

由于该电路内部在LIN引脚与Vsup引脚集成了上拉电阻和串联二极管,所以总线从节点不需要外置上拉元件。但对于主节点,则必须在外部增加1kΩ的上拉电阻器,并且要串联一个二极管以防止电池掉电时MC33399通过总线上电。

通过Wake引脚外接开关可为Wake引脚输入高压,以将MC33399从睡眠模式中唤西。当Wake引脚的输入电压超过14V时,为防止输入电流过大,必须接入串联电阻器来限制瞬时脉冲电流(阻值一般为33kΩ)。同时必须注意Wake引脚不得悬空。若不使用该引脚,必须将其接地以防止错误唤醒。

5、 结束语

MC33399电路以其完善的性能被广泛应用于汽车车身控制系统。与该电路配合使用的外部稳压器可选用8引脚电路LT1121。实际上,这两种芯片将被Freescale公司新的系统基础芯片(SBC)所代替。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    纯电动汽车动力系统的组成和工作原理;产品介绍 软件基于秦EV的动力系统结构原理开发,利用3D仿真技术实现高精度建模,对纯电汽车动力系统结构原理进行模拟展示,学生使用本软件可以熟练掌握纯电汽车动力系统结构组成与原理......
    【技术干货】搞懂新能源汽车的三电系统:电池,电机与电控;三电系统 新能源车控制系统核心技术 动力电池系统:存储能量,为电机及整车电气部件提供能源。 电机及电控:为整车提供驱动力,实现电机旋转方向控制......
    调速电机电气系统的组成/特点/工作原理;  调速电机电气系统的组成   电源系统:负责为电机提供稳定的电源,通常使用交流或直流电源。对于某些特殊的调速电机,还需要使用变频器等特殊电源。   调速系统......
    纯电动汽车整车控制器的构成、原理、功能;整车控制器是电动汽车正常行驶的控制中枢,是整车控制系统的核心部件,是纯电动汽车的正常行驶、再生制动能量回收、故障诊断处理和车辆状态监视等功能的主要控制......
    驾驶意图,实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制;显示整车状态信息;具备完善的故障诊断和处理功能;具有整车网关及网络管理功能。 整车控制系统的组成架构如下图所示。 图3-1    整控制系组成......
    纯电动汽车整车控制器的构成;整车控制器是电动汽车正常行驶的控制中枢,是整车控制系统的核心部件,是纯电动汽车的正常行驶、再生制动能量回收、故障诊断处理和车辆状态监视等功能的主要控制部件。 整车控制器包括硬件和软件两大组成......
    电机控制系统的组成及其作用 | 驱动电机控制系统工作原理;电机控制系统的组成及其作用 电机控制系统是由多个组件组成的,每个组件都有特定的作用,下面是电机控制系统的常见组成及其作用: 1. 电源......
    PLC组成 PLC工作原理;  PLC(Programmable Logic Controller)是一种广泛应用于自动化控制领域的计算机控制系统。它可以通过编程来控制各种机械设备和工......
    (FCE-ECU)、蓄电池管理系统(BMS)、动力控制系统(PCU)及整车控制系统(VMS)组成。 1、发动机管理系统。燃料电池发动机管理系统按整车控制器的功率设定值控制......
    还包括一些传感器、控制模块和电线等辅助部件,用于监测和控制系统的运行状态。这些零件共同协作,以确保汽车制冷系统的正常工作和提供舒适的车内温度。 汽车制冷系统的组成与工作原理 汽车制冷系统由压缩机、冷凝器、蒸发器、减压阀和制冷剂组成......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>