Программируемый контроллер соленоида Freescale SD6 возглавляет семейство недорогих решений для топливных инжекторов, позволяющих увеличить эффективность расхода топлива и снизить вредные выбросы. В релейных схемах управление температурой также приводит к увеличению срока службы изделия.

Компания Freescale разработала программируемый контроллер соленоидов MC33816 с интеллектуальными функциями, реализованными на основе четырёхядерной микроархитектуры. Эта многоядерная система позволяет запускать до четырёх параллельных задач независимо от главного системного микроконтроллера. Благодаря этому время отклика системы сокращается в 16 раз по сравнению с традиционными автомобильными архитектурами, за счёт чего улучшается КПД двигателя и снижаются нежелательные потери топлива путём точного его распределения.

Малое время отклика имеет важное значение для контроля текущего профиля инжектора в реальном времени. Большое время отклика ведёт к пропуску нескольких фаз зажигания двигателя перед коррекцией. Слишком быстрый отклик становится причиной увеличения расхода топлива и, как следствие, вредных выбросов и снижения КПД двигателя.

В промышленных приложениях снижение рабочей температуры на каждые 10°C приводит к увеличению вероятности отказа соленоида в 3.375 раза. При температуре катушки около 40°C её время безотказной работы увеличивается в 16 раз, что означает увеличение срока службы с 5 до 80 лет. Кроме того, хорошо известным в промышленности способом снижения потребляемой мощности двигателя является метод форсировки-удержания (peak & hold).

Типовая схема включения MC33816

Отличительные особенности:

• Драйвер верхнего и нижнего плеча:
  • Пять выходов логического уровня для управления N-канальными MOSFET-транзисторами верхнего плеча с использованием четырёх настроек скорости нарастания выходного напряжения
  • Шесть выходов логического уровня для управления N-канальными MOSFET-транзисторами нижнего плеча с использованием четырёх настроек скорости нарастания выходного напряжения
  • Интегрированная схема начального запуска для каждого канала драйвера верхнего плеча
  • Интегрированная схема накачки заряда для каждого канала драйвера верхнего плеча, обеспечивающая 100% рабочий цикл
• Преобразователь постоянного напряжения:
  • Один дополнительный N-канальный MOSFET-транзистор нижнего плеча с управлением логическим уровнем для подкачки преобразователя напряжения, имеющий четыре настраиваемых значения скорости нарастания выходного напряжения
  • Мониторинг вольтдобавки с обратной связью
• Измерение тока и диагностика:
  • Три независимых канала датчиков тока с режимом АЦП на основе 8-битного преобразования – установка значений порога и усиления
  • Один дополнительно конфигурируемый канал измерения тока (канал 4) для обеспечения работы преобразователя напряжения в режиме управления по току с определением перегрузки
  • Схемы независимого мониторинга напряжения сток-исток (5 в верхнем плече и 6 в нижнем плече) по восьми задаваемым значением для защиты и диагностики
  • Интегрированный каскад смещения нагрузки до величины половинного напряжения аккумулятора (на истоках транзисторов верхнего плеча и стоках транзисторов нижнего плеча)
  • Способность обнаруживать разрыв общего провода
• Источники питания и мониторинг:
  • Встроенные линейные стабилизаторы напряжения на 7.0 В для цепей питания верхнего и нижнего плеча (дополнительно могут быть установлены стабилизаторы для системы питания на 24 В) с контролем недопустимого снижения входного напряжения
  • Встроенные линейные стабилизаторы на 2.5 В со схемой обнаружения недопустимого снижения входного напряжения для обслуживания цифровой части устройства, преобразующие напряжение с вывода VCC5
  • Внешний источник питания VCC5 (5.0 В) с детектированием недопустимого снижения входного напряжения
  • Мониторинг температуры
  • Переключаемый внешний источник питания VCCIO (5.0 В или 3.3 В) для цифровых линий ввода-вывода
• Цифровая часть:
  • Четыре микропроцессорных ядра, содержащие АЛУ с матричным переключением
  • Два банка памяти: память программ 1024 х 16 бит с кодом коррекцией ошибок CRC32 и память данных 64 x 16 бит
  • Встроенный режим самотестирования памяти с индикацией состояния «пройдено-не пройдено», запускаемый через интерфейс SPI
  • 13 линий ввода-вывода общего назначения, конфигурируемых микрокодом
  • SPI интерфейс с 16-битным режимом ведомого с частотой до 10 МГц – два протокола – настраиваемая скорость нарастания напряжения
  • Встроенная высокочастотная схема тактового генератора с фазовой подстройкой частоты, тактируемая внешним сигналом 1.0 МГц
  • Защита от пропадания тактового сигнала за счёт наличия резервного генератора
• Дополнительные характеристики:
  • Шифрование для защиты микрокода
  • Внешние цифровые каналы ввода-вывода, поддерживающие уровень напряжения до 18 В
  • Прямой вход задержки драйвера
  • Высокая стойкость к электростатическим разрядам
  • Защита от статических разрядов оптимизирована по методологии ESD System Level Stress («System- Efficient ESD Design»)
  • Высокое напряжение удержания статического электричества: свыше 80 В
  • Пройдено тестирование по методике AEC-Q100 версии G
  • Большой срок службы

Область применения:

• Автомобильные инжекторы
• Катушки приводов
• Клапаны
• Приводы индуктивного позиционирования
• Регуляторы жидкости и газа
• Промышленные измерители потока
• Контроллеры распределённой вентиляции
• Линейные приводы
• Профессиональные противопожарные системы

Инструментальные средства:

• Оценочный комплект KIT33816AEEVM – это простая в использовании плата, позволяющая изучить все функции схемы драйвера прямой инжекции MC33816. Связь платы с персональным компьютером осуществляется через защищённый интерфейс USB/SPI (KITUSBSPIDGLEVME), подсоединяемый к USB-порту компьютера. Предлагаемый компанией Freescale программный пакет SPIGen (версии 7.0 и выше) обеспечивает доступ пользователя через порт SPI к MC33816, а также возможность написания кода для регистров памяти программ и данных, организовать канал обмена командами с микросхемой.

Запросить образцы, средства разработки или техническую поддержку

Документация на MC33816 (англ.)