啟動兩線LIN網路　電壓調節器挑大樑

　　只要供給從端節點的供應電壓無降至ATA6617電壓調節器的最低輸入電壓5.5伏特之下，即可實施多從端節點兩線LIN網路。在這方面，廣泛的試驗顯示，目前配置的網路一次無法支援超過三個從端節點。施加在LIN上拉電阻上的有效負載無法取得足夠的電流，以滿足所有運作條件下的最低輸入電壓要求。

　　最后，網路受到LIN主端節點上拉電阻的電壓降和多個從端節點誘導的累積負載限制。在網路上增加從端節點，將會增加施加在LIN主端節點上拉電阻上的有效負載。施加的負載Vbatt導致主端節點上拉電阻RLIN的電壓降增加，從而降低提供給從端節點的輸入供應電壓。若輸入電壓下降到電壓調節器運作所需的最低輸入電壓5.5伏特以下，輸出將成為未調節，從端節點將不可運作。在這種運作模式中，電壓調節器經由作用類似開關的電晶體，輸入電壓直接流到調節器輸出。此區域的電壓調節器電流不穩定，可能超過3毫安培（mA），超過正常調節電流。在這種不穩定區域運作，將導致LIN主端節點上拉電阻RLIN的電壓降呈非線性增加。

　　在網路上增加從端節點，大幅提高出現“未調節”電壓調節器狀況的風險。此由于啟動時，電源開始給網路供電之際，每個從端節點的負載電流出現暫態峰值所致。要啟動每個從端節點的電壓調節器，需要更多的電流，即使多從端節點網路的平均電流消耗是每個從端節點約0.8毫安培；但在啟動時，每個節點的整體電流消耗必須額外增加2-3毫安培。

　　三個從端節點連接到網路時，從端節點啟動暫時在網路施加的單一額外負載，此負載在正常運作期間并未出現。在啟動時，LIN匯流排供應電壓約5.5伏特。最后，從端節點電壓調節器穩定下來，供應電壓穩定在8.2伏特，這時開始網路通訊。

　　強化節點電流處理效能　五節點網路執行多從端節點

　　網路中增加第四個從端節點時，LIN匯流排供應電壓永遠不會從啟動負載條件下恢復，并在5伏特（比電壓調節器的最低運作電壓低0.5伏特）徘徊。在此種情況下，所測量的LIN主端節點上拉電阻的電壓降是3.3伏特。

　　在這些條件下，採用下述公式計算經由220歐姆LIN主端節點上拉電阻的負載電流：

　　．IRLIN=VRLIN/RLIN=3.3/220=15mA

　　由圖3可知，在5.5伏特時，220歐姆LIN主端節點上拉電阻支援的最高負載電流約13毫安培。由于增加第四個從端節點而導致的15毫安培負載電流比兩線LIN網路所能處理的高2毫安培。因此，從端節點無法對主訊框請求做出回應。

　　為減緩這種影響，考慮從端節點是順序啟動的狀況（節點接連啟動，而不是一次全部啟動）。令人吃驚的是，各個從端節點的啟動極大地降低重定時網路上的電流負載，實際上增大兩線網路的節點電流處理能力。

　　采用這種實施方法的網路可在相同的網路條件下，運行多達十二個從端節點，每個從端節點的電流是0.8毫安培，以及3毫安培電壓調節器啟動瞬態一次限于一個從端節點。則

　　．ISlave_total=number of slaves×ISlave= 12 ×0.8=9.6mA

　　．ISlave_total=從端節點數量ISlave=12× 0.8=9.6mA 及

　　．INetwork=ISlave_total+IVreg_start= 9.6+3=12.6mA

　　計算得出電流為12.6毫安培，稍低于LIN主端節點經由220歐上拉電阻能夠支持的13毫安培最高供應電流。從理論上而言，這種網路應該是可行的。

　　實現兩線LIN聯網　從端節點電能為成敗點

　　由上述的分析和測量結果顯示，僅須稍做努力，很容易將現有LIN聯網拓撲（三線，電池、接地和LIN）轉換為兩線實施方案（LIN和接地）。只須充分理解系統供應/負載要求及進行幾處硬體改動，使從端節點在LIN數據信傳輸之間從主LIN匯流排上取得電能。這種兩線LIN網路非常適合系統限制為一主端節點和不超過三從端節點，且所有節點均同時供電的低節點數目網路。若系統設計人員能夠實施從端節點順序啟動，以限制網路啟動時的浪涌電流的上電方案，則有潛力增加從端節點的數目。
作者：愛特梅爾公司 Darius Rydahl

本文轉摘自電子發燒友網《汽車電子特刊》5月刊

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