高集成度低成本智能功率芯片方案解析
来源:元器件交易网 作者:—— 时间:2012-03-31 16:45
图2 SBC Sleep Mode 测试波形
3.2.2 SBC Stop Mode
需要先将XC866的工作模式设置成省电模式,再修改SPI命令才能进入该工作模式。在这个工作模式下,LIN收发器以及所有的内部开关也都被关闭,但是并不关闭电压调节器,而是用微弱的静态电流对微控制器供电,微控制器同时停止执行指令。可以通过5个唤醒输入引脚上的电平跳变或者LIN消息来退出该模式。图3为“Stop”模式的测试波形。其中,曲线1为唤醒输入引脚MON4的波形,曲线2为输出引脚P0.5的波形。在“Stop”模式下,MON4引脚的输入为12 V高电平,P0.5引脚输出0 V低电平,当MON4引脚的电平发生跳变,由高电平变为低电平后,将系统唤醒,然后马上让P0.5引脚输出5 V高电平。从图中可以看出这段唤醒时间持续约265 μs。根据进一步的测量,在该模式下,系统的静态电流约为30 mA。与“Sleep”模式相比较,该模式不仅能够极大地降低系统功耗,同时因为没有关闭微控制器,能够更快地将系统唤醒,而且唤醒后不产生复位信号,直接从停止的指令位置继续执行。
图3 SBC Stop Mode 测试波形
4 TLE7810低功耗方案的应用
TLE7810的一个具体应用是电动车窗控制器。基于TLE7810的电动车窗控制器的硬件结构框图如图4所示。其中,高边开关(MON5引脚)为按键背光灯供电,霍尔传感器电源(Supply引脚)同时为霍尔传感器和运算放大器供电。
图4 电动车窗控制器硬件结构框图
MON5引脚与Supply引脚的输出电平由SPI命令直接控制。当控制车窗升降的4个按键(MON1~MON4)未按下时,通过SPI命令控制MON5引脚输出低电平,按键背光灯灭;当有按键按下时,通过SPI命令控制MON5引脚输出高电平,按键背光灯亮。当电机处于停止状态时,通过SPI命令控制Supply引脚输出低电平,关闭对霍尔传感器与运算放大器的供电。霍尔传感器是在电机运转时测量电机的转速与转向的,运算放大器用来对电机电流进行采样放大,因此在电机处于停止状态时这两个外设都没必要工作,关闭对它们的供电在一定程度上可以降低功耗。
当后门侧车窗在没有收到任何由后车门按键发出的控制命令,也没有收到任何由司机侧车门通过LIN总线发出的命令时,可在延时一段时间后,直接通过SPI命令让系统进入“Sleep”模式。车窗控制器在正常工作模式下,系统电流约150 mA,而在该模式下,TLE7810内部的电源模块停止对所有负载供电,系统电流仅为9 mA,将控制器的功耗降到最小。休眠后,若司机侧或者后门侧按键重新发出命令,可将唤醒系统,进入正常工作状态。
5 总结
本文分析了单片机功耗的来源,以Infineon TLE7810单片机为例,研究了TLE7810特有的SBC的低功耗设计方案,并结合具体电动车窗控制器的例子,简单阐述了TLE7810低功耗设计方案的实际应用。在复杂的实际应用中,还需要综合考虑系统硬件设计相应的软件,结合具体的应用场合,选择合适的低功耗设计方案,以达到降低系统功耗的目的。
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