LIMP HOME的设计
0赞Limp Home(陂行回家):也叫Fail-Safe
这个功能一开始定义的时候,是指汽车的电控设备出现故障的时候,一开始主要集中于发动机控制和变速箱单片,在模块或者传感器信号出现故障的时候,模块仍旧能够完成基本的功能,使得汽车仍能以最低要求的性能水平行驶。在车身电子上,大概就是部分车灯能够保持开启的状态。
按照我个人的理解,LIMP HOME的功能实质是指,单片机单元或者与之相关的5V系统出现问题的时候,控制逻辑能够根据对应的条件进行判断,安排另外的一套控制电平,使得必须控制的负载按照既定的逻辑运行。
这里需要说明的是,初始的LIMP HOME的选通多在于LDO和看门狗的合成体,一般也成为系统基础芯片(SBC)。英飞凌的SBC有TLE826x产品家族的,恩智浦的SBC有UJA107x系列,他们都有一个特点,集成了通讯,LDO和看门狗,由此判断单片机的情况。以英飞凌的芯片为例说明LIMP HOME功能启动的条件。
LIMP HOMe的输出脚是一个无上拉的MOSFET,其Rdson可以根据压降和电流计算得出:
Rdson=Vcoss/Ip。
这里需要注意的输出之后的控制了,按照英飞凌的参考电路有一个重大的缺陷,12V系统的电源直接加在了驱动IC的输入口上了,因此导致了输入嵌位的问题,大量的电流通过接口流入了VDD上了。
我们的设计思想是这样的,一方面需要控制一部分输出为高电平,一方面需要控制一部分为低电平,因此我们的设计就需要有两个端口。同时将12V的电平转化成5V的电平。这里可以采用一种结构:
第一个MOS管主要作用是与SBC的输出口构成第一级控制,前面一个稳压管选择为5.1V的管子,可参考BCX系列的。第二个MOS管是完全开通的,通过次级可保证高电平和低电平的输出,(SOURCE和SINK均可)。
如果处于成本考虑,可把两个PMOS的管子替换成PNP的管子,不过后面需要加电阻。
需要慎重考虑整个电路在8~16V的条件下工作(有部分厂商定义为6~16V),需要仔细检查各个管子的状态,PMOS考虑压降符合开启电压。PNP管子同时考虑导通电压和饱和情况。