Когда занимаешься разработкой кастомной автоэлектроники (для свапа и так далее), нужно постоянно учиться, в том числе и смотреть как другие делают. Ранее мы уже разобрали железо блока Denso в четырёх статьях.
- Питание силовой части блока Denso
- Питание цифровой части блока Denso
- Подсмотрели обмен данными процессора и EEPROM S93C86
- Обвязка CAN трансивера блока Denso
- управление муфтой кондиционера (никогда такого не видел 😂).
Сейчас я достал из-под стола блок Fujitsu Ten Limeted также от тойоты наверное филдер, или что-то подобное годов примерно 2000 — 2004 с мотором NZ серии, блок конечно не новый, но для пополнения опыта это не важно. Корпуса нет, зато есть номер на плате 211941-32200930.
Блок даже некомплектный, но это неважно сейчас. Сразу бросается в глаза отсутствие многих компонентов (не тех трёх драйверов которые мы когда-то выдрали, а тех что на заводе не установили, хотя места под них есть), это значит что плата одна и в зависимости от комплектации на неё устанавливают свой набор компонентов и прошивку процессора под эту комплектацию. Я тоже так стараюсь делать если возможно, это выгоднее чем под каждый проект которые часто похожи делать свою плату.
Итак, что мы видим сразу — это шесть электролитов и даже не имея распиновки можем сразу определить какие стоят по входу, а какие в цепях питания микросхем и драйверов. Те что стоят по входному питанию имеют напряжение 50В, а те что в низковольтных цепях 10В.
У этого блока два питания, одно постоянный плюс, второе зажигание. Так как мы не видим здесь никаких дросселей значит регулятор напряжения (как минимум два) линейные, а не импульсные. И вот эти два мощных транзистора (B1015A (2SB1015A) — это кремниевые биполярные PNP-транзисторы в корпусе TO-220F, выпускаемые компанией Toshiba) на радиаторе в правом нижнем углу прекрасно подходят для этой роли, а управляются они с большой вероятностью специализированной микросхемой «Toyota BP114», даташит можно не искать даже, эти микросхемы выпускались только по заказу Тойоты под эти конкретные блоки которые выпускались миллионами, поэтому и маркировка такая. В открытую продажу такие вещи не поставляют, только на конвеер. Также сразу видим большой супрессор 22С для защиты от перенапряжения и обычный диод D4F60 подключенный параллельно входному электролитическому конденсатору в обратном направлении, когда питание будет перепутано (клеммы на АКБ путают нередко) этот диод откроется и сожгёт предохранитель, спасая электронику блока. Решение кстати отличается от того что мы видели в блоке Denso.
Архитектура стабилизаторов и распределение напряжений
Если присмотреться к включению силовых PNP-транзисторов B1015A, становится понятна логика линейного регулирования. Так как это транзисторы p-n-p структуры, микросхема BP114 управляет ими, «прижимая» их базы к массе (ток течет из базы в микросхему). Это классическая схема для линейных стабилизаторов с малым падением напряжения (LDO), где эмиттеры подключены к общему питанию +B, а регулируемое напряжение снимается с коллекторов:
- Канал +3.3V: Управляется с 9-го вывода микросхемы. На выходе коллектора установлен сглаживающий электролитический конденсатор 100 мкФ × 10 В. Это напряжение в блоках тех лет (~2002 год) использовалось для питания цифровой логики и ядра процессора.
- Канал +5V: Сигнал управления идет с 12-го вывода. На выходе стоит более емкий конденсатор 220 мкФ × 10 В. Пять вольт — это стандартное прецизионное питание для аналоговой периферии внутри ЭБУ, а также для опорного напряжения внешних датчиков автомобиля (ДПДЗ, ДАД и др.).
- Линия +12V (Питание драйверов): Как видно на схеме, напряжение от шины +B идет напрямую в обход стабилизаторов дальше в схему. Это питание силовых ключей (управления форсунками, катушками зажигания и клапанами), которым не требуется пониженное напряжение, но необходим высокий ток бортовой сети.
Логика работы микросхемы BP114 и диодная развязка
Сама микросхема BP114 TOYOTA выполняет роль интеллектуального контроллера питания (Power Management IC). К ней подходят обе питающие линии:
- Вывод 1 (Дежурное питание): Подключен к линии BATT. Это постоянный плюс от аккумулятора, который нужен для работы энергозависимой памяти (RAM) процессора, чтобы блок не забывал адаптации и ошибки при выключении зажигания.
- Вывод 2 (Основное питание): Подключен к линии +B (зажигание). При появлении напряжения на этом выводе микросхема «просыпается» и запускает линейные стабилизаторы на транзисторах.
Очень интересно реализована схема резервирования и защиты на входе BATT. Полноценный диод на входе защищает дежурную цепь от обратных токов, а супрессор 22C срезает опасные высоковольтные импульсы (выше 22 Вольт), которые нередко возникают в бортовой сети автомобиля при работе генератора или «прикуривании». Конденсатор 47 мкФ × 50 В сглаживает низкочастотные пульсации.
Обратите внимание на вертикальный диод, включенный между линиями +B и BATT (после входного защитного диода). Он выполняет важнейшую функцию дублирования: если по какой-то причине предохранитель цепи постоянного питания (BATT) перегорит или отгниет проводка, то при включении зажигания (+B) ток пойдет через этот диод и запитает вывод 1 микросхемы BP114. Блок управления запустится и машина заведется, хоть и сбросит операционную память. Японская надежность в действии.
- Автор: Козлов Алексей
- kozlovalex78@inbox.ru
- разработка кастомной электроники для свапа и т.д.