BCM硬件设计的平台化和半导体化(上)

　　1 前言

　　BCM是车身(包括24V商用车和12V乘用车)电子的重要内容，BCM是Body Control Module的缩写。主要任务之一是灯光控制，包括前灯、侧灯、尾灯和室内灯，以及控制一些加热附件、雨刮继电器等。另外可选的任务是包含网关功能，处理整车通讯信息。本文主要讨论BCM系统的硬件设计，设计的原则是根据负载特性选择不同的驱动方式，达到控制相关负载的目的。此外，本文对功率损耗分析、诊断等关键内容进行了详细阐述。

　　2 负载

　　负载是控制器的控制对象，在设计ECU之前，必须对控制对象的电气特性有明确理解。了解电气特性主要从负载类型和驱动类型两方面考虑。

　　2.1 负载类型

　　负载是BCM模块ECU的控制对象，主要有阻性、容性和感性负载三类，如图1所示。

　　其中，需要说明的是阻性负载中除了具有加热功能的电阻丝外，LED也属于阻性负载。LED与传统发光器件白炽灯不同， LED导通后，导通电压和电流成线性关系，符合欧姆定律。由于LED本质是二极管，在导通之前，LED呈高阻状态，从全范围来看LED是包含两个电阻状态的阻性负载。白炽灯和氙灯是容性负载，但是在物理意义上，其灯丝仍是金属材质，具有温变电阻特性，表现为在低温时电阻极小，高温时电阻较大的特性，而白炽灯和氙灯在照明时温度较高，此时的灯丝电阻为其额定工作电阻。

　　2.1.1 容性负载白炽灯

　　白炽灯和氙灯启动过程中，由于灯丝冷态电阻极低，表现出来的启动电流极大，这个电流类似于初始电压很小或者为零时的电容充电电流，也称这个电流为浪涌电流(Inrush Current)。由于白炽灯和氙灯的启动过程类似电容充电，所以被称为容性负载，如图2(a)、(b)所示 。 灯负载是BCM模块的主要负载，常见的法规强制要求灯负载如表1所示。