检测出块电压后,将HS1和HS2切换至“高”位,以使电机进入续流模式。HS1和HS2均保持高位100毫秒。从L切换至H时,最少将出现3 微秒的空载时间,以确保不会发生开关倾斜(switching slope)重叠现象,从而避免出现涡流(cross current)。
续流过程中,会存在较小的电流,这是闩锁电机的特殊机械结构造成的结果。闩锁中有一个弹簧,用于保护闩锁,使之免受损坏,否则,闩锁会猛击门锁上部。
以下为普通DC电机的电压计算公式:
其中,Vbat表示外部电压;i 表示电机电流;L 表示电机感应器;n 表示电机速度;R 表示内部电机电阻。
当电机几乎呈匀速运行时,Vbat=iR+K0n(如图1所示)。需要指出,K0n表示电机的反电动势。
当电机开始续流时,
续流结束后,由于不存在电机电流(即不存在电机扭矩),弹簧会将闩锁电机略推回一点。也就是说,闩锁电机的转速会从零变为负值,从而产生正电流,通过电机。
图4 闩锁启动波形
保护与诊断
启动状态(ON-state)下,可通过桥输出的低边开关实现开启负载检测:当通过低边晶体管的电流低于参考电流,且IOCD处于启动状态的时间超过开启负载检测延时tdOC时,则会设定相应的开启负载诊断位。但是,输出晶体管仍保持启动状态。开启负载出错位被锁定,并可通过SPI状态寄存器复位或开电复位重新设置。
后视镜折叠控制
正常运行
后视镜折叠电机由TLE8201的输出2和输出3驱动。由于各个半桥以串联方式相连,而且通道电流也存在限制,因此一次只可驱动一个电机。所以只要闩锁电机在运行,就无法启动后视镜折叠输出。
图5所示为后视镜折叠电机正常运行时的波形。通道1是流过后视镜折叠电机的电流。通道2是输出3的电压,通道3则是输出2的电压。根据该波形,启动时突波电流的最大值是2.52A,而运行过程中的额定电流则为0.4A。
图5 后视镜折叠电机正常运行时的波形
电机会保持运行直至锁定或者超过3秒钟。因为后视镜折叠电机采用特殊的机械结构,所以当电机被锁定时就会出现开启负载!由于锁定过程中的电流会降至0A,因此电机无需续流。
短路保护
图6显示了TLE8201的短路保护行为。各通道的含义与图5相同。在正常运行过程中,输出2(通道3)的电压较高,输出3(通道2)的电压则较低。额定电流为0.4A,图6中看起来似乎为0A。
当电机端子短路,且电流超过输出3(ISD34通常为4A)停机阈值ISD的时间超过停机延时tdSD时,输出3的输出晶体管会关闭,并设定相应的诊断位。由于输出2的短路停机阈值高于8A,所以输出2的输出晶体管会继续运行。因此,输出3的电压会增加至与输出2电压相等的水平。
延时过程中,电流值限制为输出3的ISC(ISC34通常为6A)。延时相对较短(通常为25微秒),以便减少设备短路时的能量消耗。这种设计能够提供电机应用中所需的高峰电流。在向SPI发送状态寄存器复位指令或执行开电复位之前,输出级将保持关闭状态并设定出错位。
图6 短路保护行为
后视镜定位控制
采用两个电机,输出4连接至X电机,输出5连接至两个电机,输出6则与Y电机相连。图7所示为其中一个后视镜定位电机正常运行时的波形。
按下按钮,就会激活某个状态。当后视镜折叠电机处于激活状态时,不能激活后视镜X-Y输出。此类输出不具备PWM控制。启动时的突波电流约为 0.2A,而额定电流则为0.1A。虽然无需使用主动制动,但在后视镜移动过后,高边开关会在100毫秒的续流时间内保持活动状态。
图7显示了短路保护行为。输出1-6所用的短路保护理论完全相同。唯一差别在于短路停机电流阈值和短路电流值不同。
图7 X-后视镜电机正常运行时的波形
图8 短路保护行为
后视镜除霜控制
PTC加热器件由TLE 8201输出7驱动。超过固定的10秒开启时间时,输出由低频(如10Hz)PWM控制,负载循环通常为40%。对PWM的控制则通过SPI由软件实现。门锁激活时,加热器关闭,以降低通过TLE 8201的总体电流。
车灯控制
正常运行
门控车室照明灯和安全警报灯均由TLE 8201输出端10和11同步驱动。输出端由200 Hz PWM(剧场灯光效果)在2秒内接通/断开。PWM则由PWM2输入控制。