Infineon TLE9835QX：汽車應(yīng)用的集成微控制器解決方案

在汽車電子領(lǐng)域，對于高性能、高集成度且可靠的微控制器的需求日益增長。英飛凌（Infineon）的 TLE9835QX 微控制器正是為滿足這些需求而設(shè)計的一款產(chǎn)品，它集成了 LIN 收發(fā)器和功率開關(guān)，適用于各種汽車應(yīng)用。

文件下載：TLE9835QX.pdf

一、TLE9835QX 概述

TLE9835QX 是一款高度集成的電路，包含模擬和數(shù)字功能模塊。它采用了與標準 8051 內(nèi)核兼容的嵌入式 8 位微控制器，并具備片上調(diào)試支持（OCDS），為系統(tǒng)和接口控制提供了強大的處理能力。同時，片上的低壓差穩(wěn)壓器為內(nèi)部和外部電源供應(yīng)提供了保障，內(nèi)部振蕩器則為 LIN 從節(jié)點提供了經(jīng)濟有效的時鐘源。此外，該芯片還具備 LIN 收發(fā)器、多個高壓監(jiān)測輸入、高低側(cè)開關(guān)以及通用輸入/輸出（GPIO）等功能，適用于多種汽車應(yīng)用場景。

二、關(guān)鍵特性剖析

（一）高性能 XC800 內(nèi)核

• 兼容性與性能：與標準 8051 內(nèi)核兼容，最高時鐘頻率可達 40 MHz，采用每機器周期兩個時鐘的架構(gòu)，擁有兩個數(shù)據(jù)指針，指令集執(zhí)行效率高，能夠滿足汽車應(yīng)用對實時性的要求。
• 內(nèi)存配置：擁有 60 kByte + 4 kByte 的 Flash 用于程序代碼和數(shù)據(jù)存儲（內(nèi)置 4 kByte EEPROM 仿真），還有 512 Byte 的一次性可編程內(nèi)存（OTP）、512 Byte 的 100 次可編程內(nèi)存（100TP）、256 Byte 的 RAM 和 3 kByte 的 XRAM，以及用于啟動固件和 Flash 例程的 BootROM，為程序運行和數(shù)據(jù)存儲提供了充足的空間。

（二）電源管理單元（PMU）

• 功能概述：PMU 的主要作用是確保嵌入式汽車系統(tǒng)的故障安全行為，它控制著所有系統(tǒng)模式及其轉(zhuǎn)換，負責為嵌入式 MCU 生成所需的電壓供應(yīng)（VDDC、VDDP）和外部傳感器電源（VDDEXT），并提供系統(tǒng)模式轉(zhuǎn)換的明確序列和分層復(fù)位優(yōu)先級。
• 電壓調(diào)節(jié)器：包括 5.0V 的 VDDP 電壓調(diào)節(jié)器、1.5V 的 VDDC 電壓調(diào)節(jié)器和 5.0V 的 VDDEXT 外部電壓調(diào)節(jié)器。這些調(diào)節(jié)器具備電流限制、過流監(jiān)測、過壓監(jiān)測和欠壓過載監(jiān)測等功能，并能通過中斷向 MCU 發(fā)送信號，確保電源的穩(wěn)定和安全。

（三）多種外設(shè)模塊

• 定時器：擁有五個 16 位定時器（Timer 0、Timer 1、Timer 2、Timer 21 和 Timer 3），可作為定時器或計數(shù)器使用，具備多種工作模式，能滿足不同的定時和計數(shù)需求。
• 捕獲/比較單元（CCU6）：由 Timer T12 塊和 Timer T13 塊組成，可獨立生成 PWM 信號或接受捕獲觸發(fā)，支持三相 PWM 生成、死區(qū)時間控制等功能，適用于電機控制等應(yīng)用。
• UART 和 LIN 收發(fā)器：UART 提供全雙工異步收發(fā)功能，支持多種數(shù)據(jù)幀格式和波特率；LIN 收發(fā)器符合 LIN 2.1 標準，并兼容 LIN 1.3、LIN 2.0 和 LIN 2.2，可用于汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信。
• 測量單元：包含 8 位 ADC（ADC2）和 10 位 ADC（ADC1），具備多個輸入通道，可用于測量電池電壓、電源電壓等，還具備監(jiān)測輸入電壓衰減器、溫度傳感器等功能，為系統(tǒng)提供了豐富的測量和監(jiān)測能力。

三、工作模式與喚醒機制

（一）工作模式

• 活動模式（Active Mode）：所有模塊均被激活，TLE9835QX 處于完全運行狀態(tài)。
• 停止模式（Stop Mode）：嵌入式微控制器仍保持供電，可實現(xiàn)更快的喚醒反應(yīng)時間。可通過 LIN 總線活動、高壓監(jiān)測輸入引腳或 5V GPIO 喚醒。
• 睡眠模式（Sleep Mode）：嵌入式微控制器電源關(guān)閉，系統(tǒng)功耗最低，但喚醒時間較長?？赏ㄟ^ LIN 總線活動或高壓監(jiān)測輸入引腳喚醒。
• 循環(huán)喚醒模式（Cyclic Wake-up Mode）：是停止模式和睡眠模式的特殊操作模式，可在可編程時間周期后喚醒，同時保留正常停止模式和睡眠模式的喚醒源。
• 循環(huán)檢測模式（Cyclic Sense Mode）：同樣是停止模式和睡眠模式的特殊操作模式，可周期性地開啟高壓側(cè)開關(guān)，用于偏置某些開關(guān)。當監(jiān)測輸入的檢測結(jié)果發(fā)生變化或達到定義狀態(tài)時，可立即進入活動模式。

（二）喚醒機制

所有喚醒源具有相同的優(yōu)先級，第一個喚醒信號將啟動喚醒序列，所有喚醒源會被鎖存，確保喚醒事件不會丟失。默認情況下，LIN 和 MON 輸入在電源復(fù)位后被激活作為喚醒源，GPIO 端口默認禁用，可通過應(yīng)用程序軟件根據(jù)需求重新配置。

四、應(yīng)用信息

（一）電機驅(qū)動應(yīng)用

TLE9835QX 可用于控制 p/n 通道 MOSFET 功率半橋，驅(qū)動單向有刷直流電機。通過 CCU6 模塊實現(xiàn) PWM 控制的電機驅(qū)動，提供 CPU 獨立的自動死區(qū)時間生成功能，確保 MOSFET 的安全運行。同時，可通過運算放大器模塊進行電流測量，或通過監(jiān)測輸入進行輸出電壓測量，實現(xiàn)對功率 MOSFET 的過載保護。

（二）引腳連接與外部組件

• 引腳連接：建議將未使用的引腳（N.C.）連接到 GND，但引腳 10 和 46 由于靠近高壓引腳，可選擇不連接以避免短路時的大電流損壞系統(tǒng)。ADCGND 引腳應(yīng)通過 100 nF 電容連接到 VAREF，以提供全偏移補償和實現(xiàn) ADC1 的高精度。暴露焊盤建議連接到 GND。
• 外部組件：需要在 VS、VDDP、VDDEXT、VDDC 和 VAREF 引腳添加阻塞電容，以確保電源的穩(wěn)定。此外，還需要在 HSx 引腳添加 HF 阻塞電容，在 MONx 引腳和 VBAT_SENSE 引腳添加電阻。

五、電氣特性

（一）絕對最大額定值

TLE9835QX 的工作溫度范圍為 -40°C 至 +150°C，各引腳的電壓和電流都有明確的最大額定值，超過這些值可能會導(dǎo)致設(shè)備永久性損壞。

（二）功能范圍

在不同的工作模式下，對電源電壓、電流消耗、工作頻率等參數(shù)都有相應(yīng)的要求和限制，確保設(shè)備在規(guī)定的條件下正常工作。

（三）電源管理單元特性

PMU 的各個電壓調(diào)節(jié)器在輸出電流、輸出電容、輸出電壓、動態(tài)負載調(diào)節(jié)、電源紋波抑制等方面都有具體的電氣特性參數(shù)，這些參數(shù)保證了電源的穩(wěn)定性和可靠性。

（四）其他外設(shè)特性

UART、LIN 收發(fā)器、高速同步串行接口、測量單元等外設(shè)也都有各自的電氣特性參數(shù)，為工程師在設(shè)計應(yīng)用電路時提供了詳細的參考。

六、總結(jié)

英飛凌的 TLE9835QX 微控制器以其高性能的 XC800 內(nèi)核、豐富的外設(shè)模塊、靈活的工作模式和完善的電源管理功能，為汽車應(yīng)用提供了一個強大而可靠的解決方案。在電機驅(qū)動、電池管理、傳感器接口等汽車電子領(lǐng)域，TLE9835QX 都能發(fā)揮重要作用。工程師在使用該芯片時，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理配置引腳、選擇外部組件，并嚴格遵循電氣特性參數(shù)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。同時，對于喚醒機制和工作模式的合理運用，也能有效降低系統(tǒng)功耗，提高能源利用效率。你在實際應(yīng)用中是否遇到過類似芯片的使用問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。