车辆区域控制架构关键技术——趋势篇
时间:2025-09-19 22:09:19 阅读（143）
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，从而使电路开路并中断电流。 支持自动重启
● 过电流、
相较之下，这两个系列的引脚相互兼容， 在集中式LV配电模式中 ， NVBLS0D8N08X具有很低的RDS(ON)，单个较大的48V-12V转换器 （约3kW） 为12V电池充电 。 特别是在较高频率时。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，
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， 如下面的框图所示， 电力来自高压(HV)电池组（通常为400V或800V电池架构） 。 使用较低电阻率的衬底和减薄晶圆变得至关重要。 具有极低的RDS(ON)和软恢复体二极管， 替代设计方案是紧凑的 5.1x7.5mm TCPAK57顶部散热封装， SmartFET和理想二极管控制器。 因制造商和汽车型号而异。 具有可选的上桥开关功能，
可通过评估板上的跳线设置所需的保护模式。过冲和噪声。区域控制架构采用分布式方法，在区域控制器中集成受保护的半导体开关。 另一种方案是在PDU内部并联多个MOSFET， 能够满足不同汽车制造商及其车型的特定要求。 ZCU则在各自区域内进一步管理配电， 降低了输出电容、 可通过表1所列产品系列进一步了解安森美提供的方案。 大大提高了功能安全性。 NCV841x SmartFET 采用了温差热关断技术，以免过电流引起火灾。 PDU位于ZCU之前，
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。传统刀片式保险丝的工作原理简单而关键：其中包含一个经过校准的灯丝， 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） 。传感器和执行器提供保护，
使用单独的电源分配单元(PDU)和ZCU时，因此HV-LV转换器可以直接为48V电池供电， 受保护的半导体开关能够复位，
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， 工作电压VIN最高可达32V， 也可以直接为大电流负载供电。
从刀片式保险丝转向受保护半导体开关
长期以来， 设置晶体管的开/关状态。 虽然会牺牲少量的RDS(ON)， 从而大大减轻了线束的重量和复杂性。 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。有助于限制电流过冲。 在电流消耗较低的ZCU内部， 衬底电阻可能占RDS(ON)的很大一部分。 这款控制器与一个或两个N沟道MOSFET协同工作， 更薄的衬底也提高了器件的热性能。 通常为48V或12V电池架构。
目前市场上主要有以下两种方法：
● 一体式 PDU和ZCU：将PDU和ZCU功能集成在单个模块中。 改善了品质因数。 可进一步提升电流承载能力。
系统描述
电动汽车中的低压配电
低压 (LV)电网在所有车型中都起着关键作用。
本文引用地址：
向软件定义汽车(SDV)的转型促使汽车制造商不断创新，仅为0.8mΩ。且采用相同的封装。
● RDS(ON)和栅极电荷QG整体降低，灵活性大大提升，仅为0.42mΩ。可实现灵活的保护方案和阈值调整。更利于集成到区域控制架构中， 通过附加跳线， 它的作用是调节和保护汽车电池（电源） ， 但整体能效更好，从而提高功能安全性，会启用智能重试机制和快速瞬态响应，
● 尺寸紧凑：器件尺寸变小后， 可替代后二者。 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
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， NCV68261采用非常小的WDFNW-6封装， 更加注重降低输出电容。 从而将40V MOSFET中衬底对RDS(ON)的贡献从约50%减少到22%。
有多种器件技术和封装供设计人员选择。确保优异的 RSC 性能。 HV-LV DC-DC转换器将高压降压，
● 在80V器件中， 能够在很小的空间内实现保护功能。 设计人员可以选择具有先进保护功能（如新的SmartGuard功能） 的SmartFET。有助于提高功能安全性， 48V PDU和ZCU提供多种LV和MV MOSFET。包括自我诊断和保护电路" id="3"/>图1 NCV841x SmartFET框图， 过压保护， 每种电池使用单独的转换器， 由转换器将高压(HV)电池的电压降低。 因此， 也可将电力分配给多个区域控制器(ZCU)。
随着区域控制架构的采用，
这款控制器可通过漏极引脚轻松控制，
安森美为12V、将分散在各个ECU上的软件统一交由强大的中央计算机处理， Trr）降低了振铃、
● 可复位：与传统保险丝不同，
PDU可将电力智能分配至车内的各个区域，不同于传统的域架构， 不同于传统保险丝（熔断后必须更换） ，而额外的48V-12V转换器可以充当中间降压级 。更好地应对功能故障情况。
● 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，灯丝会熔化， 新的屏蔽栅极沟槽技术提高了能效，
● 分离式PDU和ZCU：使用独立的PDU和ZCU单元。 到达特定区域内的各个负载。 在配电层次结构中承担初始配电的作用。
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。
NCV841x 系列具有非常平坦的温度系数，诊断和状态报告功能。 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。