基于Atmel半导体方案的汽车雨刷系统的设计实现

　　在目前已有的前端双雨刷系统中，左右雨刷器之间的同步用机械连接实现(图1)。这很有必要，因为挡风玻璃受污垢、风及雨刷器的状况不同的影响，使左右雨刷器的状态不同。

　　多年来，汽车业一直在寻找一种能降低噪声和机械连接空间要求的智能方案。

　　一种方案就是用电子解决方案替代机械连接(图2)。在这种架构中，每个雨刷器都由一直流电机驱动。直流电机由可直接安装在电机组件内部的微控制器和驱动IC来控制。用一接口处理左右雨刷器的同步问题，这样，两刷器之间就没必要使用传统雨刷系统那种机械连接，其噪声大大减小，同时也节省了空间。

　　由于成本原因，雨刷系统使用直流电机。一种支持PWM和4个功率MOSFET控制方向驱动的全H桥栅极驱动器能控制这类电机。这种应用的IC必须采用高电压工艺设计，必须适合在苛刻的环境中使用。另外，如挡风玻璃雨刷系统这样的高容量直流电机应用应该采用优化的通信接口。

　　因为雨刷电子产品通常离汽车无线电设备很近，所以，必须控制EMC发射，汽车无线电的电子中断会使汽车驾驶员难以忍受。可以用差分串行通信接口(SCI)收发器来减少这类辐射，改善EMC性能。SCI收发器是一种差分器件，对于仅有一个雨刷器的系统,它能以单端模式工作。这种栅极驱动器具备的SCI功能使其与LIN设备很类似。不过，与标准LIN接口相比，数据传输率更快，高达100 k波特。

　　每个雨刷器模块(图3)都由一个微控制器、一个高度集成的栅极驱动器和直流电机组成。由多个霍尔传感器测量两个雨刷器的位置。驱动器通过雨刷器开关把命令送至微控制器。电子设备靠近雨刷器电机安装，对空间要求不是很大。