SPIDERPLUSMB_EVAL 主板：汽车级继电器控制评估利器

在汽车电子领域，继电器控制是一个关键环节，而 SPIDER+ 系列产品以其独特的优势在这一领域崭露头角。今天，我们就来深入了解一下用于测试 SPIDER+ 和 SPIDER+ LED 系列设备的 SPIDERPLUSMB_EVAL 主板。

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一、SPIDER+ 系列简介

SPIDER+ 是具有 SPI 通信功能的汽车级增强型继电器控制系列。它有多种配置，能满足不同客户的需求。该系列设备包含低侧、高侧或可配置的 N - MOS 开关，专门用于驱动继电器、LED 和小型电机。而且，所有型号都具备逆转电池、短路或过/开路负载等保护和诊断功能。其中，SPIDER+ LED 是专门为驱动 LED 和灯泡设计的特定系列，与 SPIDER 系列完全兼容，除了具备 SPIDER+ 的所有功能外，还配备了用于调光的 PWM 引擎和用于操作白炽灯的“灯泡浪涌模式”。

二、主板概述

SPIDERPLUSMB_EVAL 主板主要用于测试 SPIDER+ 和 SPIDER+ LED 系列的设备。大多数该系列的设备都安装在子板上，这些子板可以插入主板，通过简单配置主板的通道，就能用同一块主板测试多种类型的设备。

1. 可用子板

系列	设备	子板名称	部件编号
SPIDER+	TLE75008 - ESD	TLE75008 - ESD DB	TLE75008ESDDBTOBO1
SPIDER+ LED	TLE75080 - ESH	TLE75080 - ESH DB	TLE75080ESHDBTOBO1
SPIDER+ LED	TLE75242 - ESH	TLE75242 - ESH DB	TLE75242ESHDBTOBO1
SPIDER+ LED	TLE75602 - ESH	TLE75602 - ESH DB	TLE75602ESHDBTOBO1
SPIDER+ LED	TLE75620 - EST	TLE75620 - EST DB	TLE75620ESTDBTOBO1

三、电气特性

参数	符号	最小值	典型值	最大值	单位	备注或测试条件
电源电压范围	Vs	5		28	V	这些限制指的是主板特性，设备限制可能不同，需查看被测设备的数据手册
峰值电源电压	Vs(MAX)			42	V
每通道负载电流	ICH	-	-	500	mA
逻辑电源电压	VDD	3	-	5.5	V
电源低通滤波器截止频率	f(PVS)		230		kHz	可通过跳线选择
逻辑电源低通滤波器截止频率	fLP(VDD)		34		kHz
阻尼通道电容	COuT		10		nF	可通过焊锡跳线选择

需要注意的是，$V_{S}$ 可以低于最小限制，但当通道激活时，信号指示灯可能不会亮起。

四、布局分区

1. 外部接口连接器

用于与子板上的设备进行通信，管理 SPI 信号（CS、SCLK、SO、SI）和控制信号（IN0、IN1、IDLE），还可提供 $V{S}$、$V{DD}$ 和 GND。

2. 电源供应连接器

用于提供 $V{S}$、$V{DD}$ 和 GND，电压水平必须根据电气特性表选择。

3. 控制开关

允许手动控制信号 IN0、IN1 和 IDLE。

4. 输入/输出通道

直接连接到子板上设备的输入/输出，必须根据设备特性进行配置。

5. 子板插槽

可插入表 1 中所示的子板。

五、通道设置

主板有 14 个完全可配置的通道，标记从 A 到 P（除了字母 I 和 O）。这些通道连接到子板上安装的设备的输入/输出引脚。当子板插入主板插槽后，主板左侧的通道（A、C、E、G、J、L、N）连接到设备引脚 6 到 12，而右侧的通道（B、D、F、H、K、M、P）连接到设备引脚 13 到 19。

每个通道都具备以下功能：

1. 输出连接器：连接要切换的负载。
2. 电源供应选择器：将通道连接到 $V{S}$ 或 GND，用于被测设备引脚需要连接到 $V{S}$ 或 GND 的情况。
3. 信号指示灯选择器：用于正确连接一个在通道激活时亮起的信号指示灯。
4. 低侧信号指示灯：如果选择器 3 设置正确，当连接到该通道的被测设备的低侧开关激活时，此指示灯亮起。
5. 高侧信号指示灯：如果选择器 3 设置正确，当连接到该通道的被测设备的高侧开关激活时，此指示灯亮起。
6. 测试点：用于监测通道上的电压。
7. 焊锡跳线：在通道输出和 GND 之间连接一个 10 nF 电容器，有助于保护设备免受静电放电（ESD）和大电流注入（BCI）的影响。

同时，通道必须根据被测设备进行配置，不同的引脚类型对应不同的跳线位置。

六、配置示例

以 TLE75242 - ESH DB 子板插入主板进行测试为例，不同的负载按相应示意图连接。根据引脚类型和跳线位置表，主板上的跳线和连接必须按特定方式配置，通道激活时亮起的指示灯会以蓝色突出显示。

七、外部接口（EXT - IF）连接器

该连接器提供外部连接，包括 SPI 接口信号（CS、SCLK、SO、SI）、控制信号（IN0、IN1、IDLE）和电源轨（$V{S}$、$V{DD}$ 和 GND）。需要注意的是，如果电流高于 0.5 A，应避免通过 EXT - IF 连接器的引脚 1 提供 $V_{S}$，使用香蕉连接器总是更可取的。

八、控制开关

SPIDER+/SPIDER + LED 系列设备有三个引脚（IN0、IN1 和 IDLE），可直接控制设备而无需使用 SPI。主板配备了三个开关，可手动控制这些信号。开关设置在 VDD 位置时为逻辑高电平，设置在 EXT - IF 位置时为 EXT - IF 连接器相应引脚的信号。

1. 控制信号说明

• IN0：默认情况下，设置为逻辑高电平时控制通道 2，输入映射寄存器 MAPIN0 可进行编程，以将额外或不同的通道连接到每个输入引脚。
• IN1：默认情况下，设置为逻辑高电平时控制通道 3，输入映射寄存器 MAPIN1 可进行编程，以将额外或不同的通道连接到每个输入引脚。
• IDLE：设置为“低”且所有输入引脚都设置为“低”时，使设备进入睡眠模式操作；当 IDLE 引脚设置为“低”而其中一个输入引脚设置为“高”时，设备进入跛行回家模式。

2. 开关默认位置

开关名称	默认开关位置
S - IN0, S - IN1	EXT - IF
S - IDLE	VDD

九、μIO - Stick 和开发者中心启动器

英飞凌 μIO - stick 是用于控制英飞凌开发板/套件的接口设备，它实现了评估板与 USB 之间的连接，用于 SPI 编程，并可通过从英飞凌开发者中心启动器下载的 Config Wizard 软件进行监控。在将 μIO - Stick 连接到 PC 之前，需要安装其驱动程序，可点击相关链接下载驱动和购买 μIO - Stick，同时参考开发者中心启动器进行安装。将 μIO - Stick 通过 EXT - IF 连接器连接到主板，再通过 USB 延长线连接到 PC。

十、图形用户界面（GUI）安装与使用

1. 安装

在英飞凌开发者中心启动器网站安装英飞凌开发者中心启动器，运行该启动器并点击“Manage Tools”，搜索“Config Wizard for IPD”并点击安装。安装完成后，选择“My Tools”，在“Config Wizard for IPD”面板上点击“Start”。

2. 使用说明

当“Config Wizard for LED”启动后，选择 SPIDER 然后选择 TLE75008，此选项适用于所有其他 SPIDER + 型号，SPIDER + LED 型号也可使用，但无法设置该系列的特定寄存器，如 PWM 控制和开启时的开路负载检测。在 GUI 中，需要依次选择寄存器域（CONFIGURATION 或 DIAGNOSIS）、寄存器名称，设置寄存器的读写访问权限，按需求设置所选寄存器的每个单一位，将寄存器配置发送到寄存器编译列表，设置跳转到下一个命令之前的延迟时间，点击起始命令（命令行变为蓝色），设置寄存器编译列表的循环次数不为 0（设置为 - 1 表示无限循环），然后点击“Send”。

十一、原理图

文档中还提供了主板的主要原理图和通道选项原理图，这些原理图对于深入理解主板的电路结构和信号流向非常有帮助。

SPIDERPLUSMB_EVAL 主板为汽车级继电器控制设备的测试和开发提供了一个功能强大且灵活的平台。电子工程师们在使用过程中，需要根据具体的设备和应用场景，合理配置主板的各个参数和功能，以充分发挥其优势。大家在实际使用中有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。