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使用意法半导体的TWISTER仿真软件开发基于M0TM固态继电器的汽车系统(2)

使用意法半导体的TWISTER仿真软件开发基于M0TM固态继电器的汽车系统(2)

在导通时引起最长功率限制时间的最恶劣条件有两个特征:环境温度= -40oC,产品数据手册中的最小 ILimH值。灯泡涌流在-40oC时最高。两个并联的H6W 灯泡的涌流可达到15A。这个参数结合ILimH=8A将在导通时产生最长功率限制时间, 结果车灯开启时间被延迟。如图6所示,在最恶劣条件下,VNx7140AX功率限制时间在3ms(3ms << 10ms)范围内。
图7所示是在Twister上进行最恶劣条件评测的全部评测结果。如果需要,用户可向意法半导体车身产品部索取给定情况的概率评测静态数据。



图 5: TAMB=105oC时的VNX7140AX行为。在TTSD=167oC和ILimH=8A时发生热关断 (根据产品销售数据,概率 < 0.1ppm)


图 6: VNX7140AX驱动2支H6W转向灯的IOUT& TJ 仿真曲线(ILimH=8A, TAMB=-40oC)。
4.保护分析和线径优化


图8中的红色曲线代表20m MO-7高边驱动器VND720AJ反应时间测试数据。将这条在Twister中取得的曲线导出后并另存为Excel表格文件,然后,将其分别与21W+21W+5W车灯和线径0.5 mm2 铜导线的电流-时间曲线对比(见图8)。这个分析的目的是检查负载、驱动器和线束之间层级是否正确。这里必须说明的是,在没有外部器件帮助的条件下,高边驱动器的 IRMS电流始终低于线径0.5 mm2 铜导线上的最大IRMS电流,因此,在任何情况下,该芯片都能保护线束。此外,还可以通过软件交互进一步控制电流,实现t>1s的延迟(图8中的虚线)。在这种情况下,通过微控制器控制,该芯片可以保护线径0.35mm2 的铜线。



图 7: VNX7140AX重启后热保护评测。注:M0-7高边驱动器还能设成锁保护模式,当TJ 达到 TTSD时,芯片将被锁保护。

图 8: VND7020AJ M0-7固态继电器和灯泡及线径的电流时间曲线比较

5.结论
Twister是一个独立的好用的功率芯片仿真器,准许用户查看所有可能的边界条件和芯片参数对设计的影响;热电混合仿真准许用户评测MOTM驱动器在最恶劣条件下的性能表现。此外,Twister还准许用户利用目标保护策略计算并优化线径。
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