汽車(chē)前照燈隨動(dòng)轉向系統（AFS）結合汽車(chē)轉向等信息實(shí)時(shí)控制車(chē)燈方向，減少盲區。該系統中步進(jìn)電機的驅動(dòng)芯片必不可少，本文將簡(jiǎn)單介紹AFS系統的實(shí)現，推薦兩款能同時(shí)驅動(dòng)兩個(gè)步進(jìn)電機的低邊驅動(dòng)芯片NCV7240和NCV7754。
一、會(huì )動(dòng)的前照燈
隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展以及人們對駕駛安全的追求，汽車(chē)前照燈隨動(dòng)轉向系統（AFS）也越來(lái)多地用在各個(gè)品牌的車(chē)身上。在以往，大部分汽車(chē)的前照燈的照射角度是固定的，當汽車(chē)在彎道上行駛時(shí)，由于光束不能偏轉，會(huì )因為行駛角度問(wèn)題出現一定的“盲區”，這在一定程度上會(huì )影響駕駛的安全。在光線(xiàn)固定的情況下，這個(gè)盲區是不可避免的，如果給汽車(chē)的前照燈加裝上電機，讓車(chē)燈能根據汽車(chē)轉彎的方向跟著(zhù)轉向那就能解決這一問(wèn)題，讓行車(chē)更加安全。跟隨汽車(chē)轉向而轉動(dòng)的前照燈就是這里要說(shuō)的汽車(chē)前照燈隨動(dòng)轉向系統（AFS）。
圖 1 無(wú)AFS和有AFS對比
當汽車(chē)轉彎時(shí)AFS系統根據汽車(chē)轉向盤(pán)的的轉角以及瞬時(shí)車(chē)速作為控制器輸入參數， 根據設計的控制計算得到與車(chē)速和轉向相適應的車(chē)燈轉角調整車(chē)燈光束的水平方向，確保車(chē)輛在轉彎時(shí)無(wú)延遲地對準即將進(jìn)入行駛人視野的路面。車(chē)身會(huì )因為前后負載不同和加速減速等原因，改變縱傾的角度。所以還需要根據車(chē)身的前后橋傳感器信號來(lái)調節前照燈垂直方向，以適應不同道路坡度的照明需求。
1.AFS執行器構成
一個(gè)完整的AFS系統包括主控制器，照明燈和控制照明燈調整角度的執行器，執行器主要就是驅動(dòng)兩個(gè)步進(jìn)電機在水平方向和垂直方向控制照明燈的角度。其中驅動(dòng)芯片可以使用步進(jìn)電機專(zhuān)用的芯片，也可以使用多通道的低邊驅動(dòng)器，比如ON公司推出的汽車(chē)級八通道低邊驅動(dòng)器就很適合用于該系統。每個(gè)步進(jìn)電機使用四個(gè)低邊通道，這樣每個(gè)八通道低邊驅動(dòng)器就可以驅動(dòng)兩個(gè)步進(jìn)電機。每個(gè)執行器只需要一個(gè)MCU，一個(gè)低邊驅動(dòng)芯片即可對一個(gè)前照明燈進(jìn)行水平和垂直方向上的控制。
圖 2 AFS執行器框圖
2.低邊驅動(dòng)芯片介紹
圖 3 典型應用電路
NCV7240/NCV7754是車(chē)用八通道低邊驅動(dòng)器，每通道提供高達600 mA（NCV7754是500mA）的驅動(dòng)能力。NCV7240和NCV7754的主要區別在于驅動(dòng)能力，NCV7754的驅動(dòng)能力稍微弱一點(diǎn)，其他功能基本沒(méi)有差異。
通過(guò)SPI端口進(jìn)行輸出控制，可以方便地報告開(kāi)路負載（或對地短路），過(guò)載和溫度過(guò)高的故障。另外，還可以通過(guò)INx引腳對輸出進(jìn)行并行控制（成對）。每個(gè)輸出驅動(dòng)器都有電流過(guò)載保護，內部還有兩個(gè)齊納二極管保護驅動(dòng)晶體管免受因為電機關(guān)閉而產(chǎn)生的反電動(dòng)勢的影響。
特點(diǎn)和優(yōu)勢
有8路驅動(dòng)通道，集成度高，節省電路板空間；
16位SPI控制能進(jìn)行8位幀錯誤檢測，進(jìn)行菊花鏈連接；
支持PWM操作；
休眠和待機模式下靜態(tài)電流低，能滿(mǎn)足汽車(chē)模塊靜態(tài)電流要求；
兼容3.3V和5.0V的輸入電平，適用于多種MCU接口；
能進(jìn)行空載，過(guò)載和過(guò)熱的故障報告；
NCV7240提供8個(gè)獨立的600mA功率晶體管，其源極連接參考接地引腳，漏極連接引出到各個(gè)引腳，從而產(chǎn)生8個(gè)獨立的低邊驅動(dòng)器。輸出驅動(dòng)器全部位于芯片的同一側，方便PCB設計。內部帶有鉗位設計，可以在切換感性負載時(shí)限制瞬態(tài)電壓。每個(gè)輸出的過(guò)載檢測電流為0.6A，內部還設置有濾波器設置了3S的延遲時(shí)間避免正常工作期間出現電流尖峰引起誤操作，過(guò)流時(shí)間超過(guò)3S后，驅動(dòng)器將關(guān)閉并保持鎖定狀態(tài)，必須要用SPI清除相關(guān)標志才能繼續工作。
NCV7240包含八個(gè)獨立的熱傳感器，位于每個(gè)輸出驅動(dòng)器附近。當檢測器檢測到過(guò)熱事件（通常為175℃）時(shí)，通道將被鎖存。在該通道被鎖存的時(shí)候還可以操作未受影響的通道。
在芯片的EN腳使能后可以通過(guò)SPI為每個(gè)通道選擇待機模式，輸入模式，開(kāi)啟模式和關(guān)閉模式。方便MCU對驅動(dòng)芯片進(jìn)行控制�？蛰d，過(guò)流和過(guò)熱都可以通過(guò)SPI進(jìn)行反饋，方便MCU實(shí)時(shí)了解芯片狀況。 |
