新型汽車電子系統元器件解決方案(全)(4)

2012年05月24日 14:44 來源:本站整理 作者:秩名 我要評論(0)

  車載照明電路故障檢測和控制方案

  在所有的系統中故障檢測都是至關重要的。能夠獨立地對 “開啟”狀態下有短路負載和過電流現象以及“關閉”狀態下有開路負載的每一條通道進行故障檢測,將使系統能夠做出正確的反應。這種檢測同時還可以將出現故障的通道隔離開,以避免影響其它正常通道,特別是在涉及熱相互作用問題的時候。

  當檢測到一個過電流狀態時,通過“關閉”器件或激活將以低占空比自動重試和 “開啟”FET 的選項設置,就可以對 FET 進行保護。這樣就允許系統不斷地檢查故障是否已經被排除,并且不會破壞 FET。

  在“關閉”狀態下監控開路負載故障為系統提供了負載完整性信息。當開關完全處于“關閉”狀態下時,通過監控外部功率 FET 的電源電壓,就可以實現對每一條通道開路負載故障的檢測。

  同樣地,為了防止開關轉換期間出現錯誤的故障報告,一種抗尖峰脈沖濾波器在電源轉換期間被激活,以屏蔽故障。可以對該抗尖峰脈沖屏蔽時間進行編程來對所有轉換率控制實施進行補償。如果該開路負載發生在開關轉換以后,那么在系統做出正確的動作以前故障的確定有效時間比故障掩模時間要長。正確的動作就是使該場效應晶體管保持在“關閉”狀態下。

  將一個高壓側前置FET驅動器和功率FET組合被廣泛地用于負載控制,例如:車載電子的白熾燈泡、繼電器螺線管和傳輸螺線管等,還可能被應用于那些要求通過串行總線通信或者并行輸入控制來實現負載控制的工業和商業應用中。將每一個功率 FET 與熱相互作用隔離的這種能力,在那些單通道短路或者熱關閉故障不會中斷其它負載控制通道功能的情況下是非常有好處的。

  混合動力車(HEV)中的半導體器件解決方案

  高電壓帶來的挑戰是混合動力車必須解決的問題。幾年前,汽車中的功率器件大多數都是55V到60V的MOSFET,主要用于汽車的動力傳動系統。現在的汽車,包括混合動力汽車,則采用20V到600V的功率器件。對于動力轉向及制動這類應用,開發工程師正在尋找具有低導通阻抗的高性能低壓溝道型MOSFET,以降低汽車的功耗。

  輕度、全面及插電式HEV更是需要600V到1,200V之間的高電壓電子系統,這使設計更具挑戰性。除了需要高達600V到1,200V的高電壓能力外,也需要驅動逆變器和DC/DC轉換器中前所未見的電流密度的開關。功率IC要面對這樣的高功率、高電壓以及高能源,就要以堅固耐用、可靠性和安全作為主要的條件。IR 的Hauenstein博士曾表示,電機驅動IC的保護功能非常重要,在HEV牽引電機出現嚴重故障和短路時,免除了微型控制器的互動需要。因為這個問題在HEV逆變器中,開關高電流、高電壓IGBT時十分常見。”

  IR的HEV方案系列也包括了具備非常低EMI和優化了的開關性能的驅動器及開關。例如最新的DirectFET MOSFET產品便完全不用鍵合線,并且因為消除了大部分的寄生電感,以及具備最小的封裝電阻,所以能夠提供最佳的開關性能。除了領先行業的低導通電阻、卓越的開關性能和增強了的溫度能效(例如雙側散熱),這款十分先進的無鍵合線芯片尺寸封裝讓設計的體積顯著減小,特別適用于高功率要求或者如HEVDC/DC轉換器這些快速開關應用。

  IGBT和功率MOSFET作為混合動力汽車的核心技術,吸引功率半導體廠商紛紛瞄準這個龐大的市場。ISuppli曾預測汽車IGBT市場有望以17.2%的年復合增長率高速發展,位居汽車電源管理器件之首,MOSFET市場增長居其次。雖然在未來幾年中混合動力車輛還將只是占據車輛市場的一小部分,但混合動力對逆變器和DC/DC的集中需求將形成市場對IGBT和功率MOSFET的巨大需要。

  中國主要的汽車電子市場及發展機遇

  安全、節能、環保以及智能和信息化,是未來汽車的發展趨勢。中國汽車市場使得汽車娛樂系統得以快速的發展,而這種發展是在現有市場規模下的呈指數生長狀態的增長。有市場研究表明,中國的總體汽車產量非常龐大,而車載娛樂系統數量也同樣可觀,主要提供OEM支持服務。

  汽車運用電腦作為平臺以達到車載通信、導航、視聽娛樂、網絡控制、為區域市場趨勢的一體化而設計的集成多媒體信息系統等功能。有調查分析表明,中國現在市場發展的前景存在于大的汽車電子市場。而汽車行駛安全性和小型汽車相關的娛樂導航信息系統控制、車身電子相關控制等,將成為中國的汽車電子產品市場發展的主要方向。

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