隨著現代汽車技術的不斷發展，人們追求更加舒適和便于操作的駕駛環境。因此，越來越多的汽車上安裝了電動車窗，從而實現車窗的自動升降。然而，由于電動車窗上升速度較快且驅動力較大（最強可達52.6公斤），在電動車窗接近頂端時，如果沒有保護措施，很容易夾傷乘客，尤其是對兒童乘坐形成較大安全隱患。因此，基于乘客安全和乘坐舒適度考慮，電動車窗需要有防夾功能。電動車窗防夾可用于汽車電動車窗、電動天窗玻璃的防夾傷控制以及升降電機的過載保護。

防夾功能主要是指當車窗上升的過程中遇到障礙物（如手、頭等）時，可以識別出車窗處于夾持狀態，并令其立即停止上升并反向下降，從而避免事故的發生。防夾玻璃升降器按防夾形式可分為接觸式防夾和非接觸式防夾。接觸式防夾就是指當電動車窗機構感觸到有異物在玻璃上，才會自動停止玻璃上升工作。接觸式防夾按照傳感器類型不同又可以分為霍爾式防夾和紋波防夾。

目前市面上較多的車窗防夾的方法是霍爾傳感器方法，受限于霍爾傳感器的成本，大多數低端車型并沒有采用全部車窗/天窗防夾，只有一部分高檔車才會在所有電動車窗應用。新技術紋波防夾是檢測電機堵轉電流實現防夾，而且檢測電流相對更容易一些，利用轉子轉動過程中，電刷在電級間切換產生紋波電流，并對這種電流波動進行采樣、分析和控制。與霍爾防夾相比，紋波防夾減少了連接的線束數量、紋波防夾電機不需要轉子上的磁環、霍爾元件，降低了車窗控制器總成的成本，因此得到越來越多主機廠的青睞，尤其是注重乘坐體驗的新能源汽車，在不增加成本的同時提高了乘坐舒適度和安全性。

風算WP車窗紋波防夾方案

以GD32A503車規級MCU為主控芯片，搭載車規級預驅芯片和MOS 管，實現基于有刷電機的紋波防夾控制解決方案，可達到車窗防夾力度、區域可調，有效降低車窗夾傷乘客安全隱患、提高汽車安全性、舒適度和便于操作的駕駛環境等指標。

風算的車窗紋波防夾解決方案從硬件角度由兩塊集成電路板組成，包括MCU核心板 、紋波防夾驅動板。

MCU核心板

圍繞兆易創新GD32A503車規級MCU為核心設計的MCU核心板，此MCU核心板充分利用了GD32A503強大的核心資源，配備了豐富的外圍接口，基于模塊化設計，可以使車窗防夾力度、區域可調；該核心板不僅僅可搭配車窗紋波防夾方案，還可拓展搭配多種汽車解決方案使用。

紋波防夾驅動板

用戶按下相應的按鍵開關后由輸入檢測芯片識別并反饋給MCU，此時MCU發送對應的指令給相應電機驅動,進而驅動有刷電機正反轉控制車窗升降。同時控制板的ADC進行電流采樣并反饋給MCU，當MCU監測到有刷電機電流異常增大時（車窗夾手時阻力增大會導致電流異常），發送指令給電機驅動,使有刷電機反向轉動。車窗升降時MCU通過ADC采樣結果計算出有刷電機轉動距離，到達指定高度后停止有刷電機轉動。

風算WP車窗紋波防夾方案板

本解決方案電路設計配置簡單、靈活，其他控制外圍不需做更多的修改，硬件系統框圖如下所示：

風算WP車窗紋波防夾方案硬件系統框圖

GD32A503系列車規級MCU

核心主控是基于GD32A503系列車規級微控制器，該系列產品以均衡的處理性能、豐富的外設接口和增強的安全等級，為多種電氣化車用場景提供主流解決方案，遵循車規級設計理念和生產標準，符合車用高可靠性和穩定性要求。

GD32A503系列MCU可以廣泛用于多種車用場景，如車窗、雨刷、空調、智能車鎖、電動座椅、電動后備箱、氛圍燈、動態尾燈等車身控制系統、車用照明系統和電機電源系統，以及儀表盤、車載影音、娛樂音響、中控導航、車載無線充等智能座艙系統。得益于出色的安全監測機制，GD32A503也適用于部分ADAS輔助駕駛系統，如環視攝像頭、AVAS聲學警報系統等。

供應鏈管理符合汽車行業質量管理體系IATF 16949:2016規范認證

遵循汽車電子通用測試規范AEC-Q100 Grade-1可靠性和安全性標準

基于Cortex-M33內核，工作頻率100 MHz，閃存訪問0~3等待時間，以獲得最大效率

Flash: 128KB/256KB/384KB

SRAM: 24KB/32KB/48KB

提供兩個12位ADC，一個DAC，一個比較器，最多一個通用的16位計時器，兩個基本計時器，四個PWM高級計時器

標準和高級通信接口: I2Cx2, SPIx2, USARTx3, I2Sx1, CANx2

觸發選擇控制器（三角形）、多功能通信接口（MFCOM）、DMA請求多路復用器（DMAMUX）

供電電壓：2.7V~5,5V

工作溫度范圍：-40~+125°C

因該產品需要硬件在工作中進行監控，以確保安全穩定工作：

電壓：規定工作范圍（9V到14V）可靠工作。低壓和高壓進行不工作保護

電流：集成電流保護，確保電機正常工作

溫度：片內集成溫度傳感器，可自定義過溫關斷閾值（最高125°C）

診斷功能: 集成電機開路，短路診斷功能

技術參數

方案展示

紋波防夾MCU核心板

紋波防夾驅動板

審核編輯：湯梓紅