原创 LIMP HOME的设计

 2010-1-29 21:06  1721 11 11 分类: 消费电子

   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。

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