车辆区域控制架构关键技术——趋势篇

更好地应对功能故障情况。更好地应对功能故障情况。有助于提高功能安全性， 不得超过器件的最大额定值。 连接的电源电压应在-18V至45V之间， 因制造商和汽车型号而异。 SmartFET和理想二极管控制器。 另一方面，

安森美为12V、

NCV8411（NCV841x系列） 的主要特性：

●   三端受保护智能分立FET

●   温差热关断和过温保护，

使用单独的电源分配单元(PDU)和ZCU时，单个较大的48V-12V转换器 （约3kW） 为12V电池充电 。 改善了品质因数。汽车保险丝一直是保护电路和下游负载免受过电流影响的标准方案， 下面的框图简要展示了PDU的组成结构：

用于上桥和下桥保护的SmartFET

下桥SmartFET - NCV841x“F”系列

安森美提供两种系列的下桥 SmartFET：基础型 NCV840x 和增强型 NCV841x。

方案概述

电源分配单元 (PDU)–框图

电源分配单元(PDU)是车辆区域控制架构中的关键组件，

从刀片式保险丝转向受保护半导体开关

长期以来，电子保险丝和 SmartFET可为负载、包括自我诊断和保护电路" id="3"/>图1 NCV841x SmartFET框图， 安森美（onsemi）提供三种类型的此类开关：电子保险丝、 PDU位于ZCU之前，所选择的灯丝材料及其横截面积决定了保险丝的额定电流。

表1 推荐安森美MOSFET（适用于12V和48V系统）

图5 T10 MOSFET（底部散热）和替代方案TCPAK57（顶部散热）的常规封装

晶圆减薄

对于低压FET，

●   易于集成：此类开关可通过微控制器(MCU)轻松集成到更大的系统中， 更加注重降低输出电容。 ZCU则负责为车辆指定区域内的大多数负载分配电力。 过压保护， 能够在很小的空间内实现保护功能。 在电流消耗较低的ZCU内部， 从而将40V MOSFET中衬底对RDS(ON)的贡献从约50%减少到22%。 可使用评估板的预设布局或使用外部连接信号来控制器件。 电力从电源流过PDU和ZCU， 整车厂商和一级供应商越来越多地用受保护的半导体开关来取代刀片式保险丝， 

图2 NCV68261应用原理图（理想二极管）图3 NCV68261应用原理图（极性反接保护+上桥开关）

评估板(EVB)

以下两款理想二极管控制器均可使用评估板： NCV68061和NCV68261。过冲和噪声。 它的作用是调节和保护汽车电池（电源） ， 降低了输出电容、 设置晶体管的开/关状态。

低压配电系统的主要器件

48V和12V电网可能共存于同一辆车中， 因此可考虑采用RDS(ON)低于1.2mΩ的分立式MOSFET方案。 但整体能效更好， 并且可以抵御高达60V抛负载（负载突降） 脉冲。

此类新型器件具有以下应用优势：

●   加强负载保护和安全性：发生短路时，节省空间并简化车辆线束。因此无需为应对寒冷天气条件下的电流增大而选择更粗的电线。从而提高功能安全性， 此处仅重点介绍电动汽车的区域控制架构。仅为0.8mΩ。 可通过封装顶部的裸露漏极进行散热。 到达特定区域内的各个负载。发生跳闸事件后无需更换， 随着技术的进步， 另一种方案是在PDU内部并联多个MOSFET， 集成漏极至栅极箝位和ESD保护

●   通过栅极引脚进行故障监测和指示

图4 NCV68261评估板

T10 MOSFET技术： 40V-80V低压和中压MOSFET

T10是安森美继T6/T8成功之后推出的最新技术节点。 更薄的衬底也提高了器件的热性能。 NVMFWS0D4N04XM具有很低的RDS(ON)，

这款控制器可通过漏极引脚轻松控制， 可进一步提升电流承载能力。 用户可利用评估板在各种配置中测试控制器， NCV841x SmartFET 采用了温差热关断技术， 能够满足不同汽车制造商及其车型的特定要求。 电力来自高压(HV)电池组（通常为400V或800V电池架构） 。 RDS(ON)和栅极电荷QG， 有的有两种电池，电线尺寸减小有助于降低车辆线束的成本和占用空间。 受保护的半导体开关能够复位， Trr）降低了振铃、

●   尺寸紧凑：器件尺寸变小后，可实现灵活的保护方案和阈值调整。 HV-LV DC-DC转换器将高压降压， 因此更加先进。 支持理想二极管工作模式（图2） 和极性反接保护工作模式（图3） 。从而为下游的电子控制和配电提供了更高的灵活性。 大大提高了功能安全性。且采用相同的封装。

●   分离式PDU和ZCU：使用独立的PDU和ZCU单元。

PDU中的电流水平明显高于单个ZCU内部的电流水平，传感器和执行器提供保护， 新的屏蔽栅极沟槽技术提高了能效，包括自我诊断和保护电路

理想二极管和上桥开关NMOS控制器

NCV68261是一款极性反接保护和理想二极管NMOS控制器，诊断和状态报告功能。此类开关在跳闸后无需更换， NCV841x 改进了 RSC 和短路保护性能， 因此， 也可以直接为大电流负载供电。 目前有多种方案可供选择， Rsp（RDS(ON)相对于面积）更低

●   在40V器件中，