【应用】智能雨刮应用：高集成度电机驱动IC让你雨天出行更安全

时间： 2019-08-29 来源：世强作者：一棵松

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【摘要】雨刮控制器是智能雨刮器的核心，雨刮控制器执行驱动器IC的特性直接决定了驾驶员对智能雨刮器性能的直观感觉。能实现对雨刮速度的控制、是否有雨及雨量多少的判断等，支持LIN通信且高度集成可应对恶劣环境的执行器解决方案成为智能雨刮器的首选。相比其他IC，可以说MELEXIS带LIN通信的执行驱动器芯片MLX81150是智能雨刮器方案中的执行控制功能的单芯片解决方案。

智能雨刮器就是可以通过雨量传感器可以判别雨量大小，从而通过专用IC来驱动电机来调节雨刮的速度、方向。智能雨刮器是代替传统汽车中的手动智能雨刮器功能，且要比手动调节来的简便、省力，更能减少传统雨刮器的机械磨损。

智能雨刮器由雨刮执行器和雨刮控制器组成。而雨刮控制器是智能雨刮器的核心，雨刮控制器执行驱动器IC的特性直接决定了驾驶员对智能雨刮器性能的直观感觉。其核心技术在于能实现对雨刮速度的控制、是否有雨及雨量多少的判断等，同时还要求控制器支持LIN通信。另外，由于智能雨刮器的特殊性以及体积有限，因此高集成、可应对恶劣环境的执行器解决方案成为其首选。

图1：智能雨刮器

因此，Melexis针对这类应用专门推出一款带LIN通信的执行驱动器芯片MLX81150。该芯片具有集成度高、设计方便等优势。MLX81150支持16位的MCU、32K Flash、2K RAM，此外还支持LIN、PWM、SPI、LDO、以及LIN 2.x与SAE J2602协议等。相比其他IC，可以说MLX81150是智能雨刮器方案中的执行控制功能的单芯片解决方案。因此，以MLX81150设计的智能雨刮器赢得许多车厂的青睐。

图2：MLX81150的智能雨刮器典型电路

图2为基于MLX81150的智能雨刮器典型电路。从设计原理图可以知道，以MLX75308雨量传感器作为智能雨刮的触发传感器，通过LIN通信与MLX81150进行信息交换，从使得MLX81150按照预期编译的算法功能进行执行雨刮工作。

MLX81150有四个功率FET栅极驱动器，可用来驱动全桥控制直流电机，操纵电机的正反转实现雨刮的移动，并带有电流检测功能，实现硬件过流保护。

MLX81150主要性能参数：
1）集成有一个高性能16位嵌入式闪存微控制器，具有32K字节的闪存容量，可满足一些特定的电机控制应用要求，内置的4位中央处理器则能够完全处理LIN协议。
2）在小巧的封装内集成了许多对于电机控制非常关键的外部元件，减少芯片外围电路，减小PCB设计，降低了物料清单成本以及系统消耗的功率。
3）带有LIN通信接口，通过LIN接受指令，控制电机的启动/停止。
4）带有两个继电驱动器和四个功率FET栅极驱动器，可以选择驱动继电器或全桥控制电机，通过PWM实现电机调速。
5）带有电流检测接口，通过检测电机运行电流的大小来实现雨刮电机堵转功能。
6）休眠时的工作电流仅30uA。
7）正常工作电压范围5.5V—18V，芯片工作电压低至3.9V；28V的启动条件，45V的过压保护。
8）温度范围为-40℃ - 150℃。

另外，MLX81150最大优势之一在于支持霍尔传感器接口，可以通过霍尔器件，比如说霍尔开关MLX92232，可以实现雨刮速度的检测方案。

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