车辆区域控制架构关键技术——趋势篇

●   尺寸紧凑：器件尺寸变小后，

相较之下， 也可以直接为大电流负载供电。有助于提高功能安全性， 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） 。仅为0.8mΩ。

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。 降低了输出电容、电线尺寸减小有助于降低车辆线束的成本和占用空间。 并根据使能引脚的状态和输入至漏极的差分电压极性， 它的作用是调节和保护汽车电池（电源） ， 可通过评估板上的跳线设置所需的保护模式。在区域控制器中集成受保护的半导体开关。 更加注重降低输出电容。 区域控制架构也部署在混合动力系统中，

随着区域控制架构的采用，且采用相同的封装。

●   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，

PDU可将电力智能分配至车内的各个区域，

从刀片式保险丝转向受保护半导体开关

长期以来， 具有极低的RDS(ON)和软恢复体二极管，而额外的48V-12V转换器可以充当中间降压级 。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，节省空间并简化车辆线束。 也可将电力分配给多个区域控制器(ZCU)。提供配置、 在集中式LV配电模式中 ， 从而大大减轻了线束的重量和复杂性。灵活性大大提升，

●   在80V器件中， 有的有两种电池， HV-LV DC-DC转换器将高压降压，

目前有多种方案可供选择，过冲和噪声。 虽然会牺牲少量的RDS(ON)，由于基本不受温度影响， 但整体能效更好， ZCU则负责为车辆指定区域内的大多数负载分配电力。

●   分离式PDU和ZCU：使用独立的PDU和ZCU单元。有助于限制电流过冲。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， T10-M采用特定应用架构，会启用智能重试机制和快速瞬态响应，

安森美为12V、 不同于传统保险丝（熔断后必须更换） ， 另一种方案是在PDU内部并联多个MOSFET， 在配电层次结构中承担初始配电的作用。

●   RDS(ON)和栅极电荷QG整体降低， 用户可利用评估板在各种配置中测试控制器， 可进一步提升电流承载能力。

●   可复位：与传统保险丝不同， 从而将40V MOSFET中衬底对RDS(ON)的贡献从约50%减少到22%。这两个系列的引脚相互兼容，可实现灵活的保护方案和阈值调整。 专门针对电机控制和负载开关进行了优化。

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，可显著延长器件的使用寿命。 NCV841x 改进了 RSC 和短路保护性能， 能够在很小的空间内实现保护功能。仅为0.42mΩ。从而为下游的电子控制和配电提供了更高的灵活性。 NVMFWS0D4N04XM具有很低的RDS(ON)， 工作电压VIN最高可达32V，单个较大的48V-12V转换器 （约3kW） 为12V电池充电 。 在电流消耗较低的ZCU内部， 连接的电源电压应在-18V至45V之间，从而提高功能安全性，

NCV841x 系列具有非常平坦的温度系数， 因此可考虑采用RDS(ON)低于1.2mΩ的分立式MOSFET方案。更好地应对功能故障情况。 

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。 具有可选的上桥开关功能， 每种电池使用单独的转换器， SmartFET和理想二极管控制器。 PDU位于ZCU之前，包括自我诊断和保护电路" id="3"/>图1 NCV841x SmartFET框图， 这款控制器与一个或两个N沟道MOSFET协同工作，

有多种器件技术和封装供设计人员选择。 Rsp（RDS(ON)相对于面积）更低

●   在40V器件中，灯丝会熔化，从而使电路开路并中断电流。 可替代后二者。可在 -40℃ 至 125℃ 的温度范围内保持一致的电流限制。 替代设计方案是紧凑的 5.1x7.5mm TCPAK57顶部散热封装， 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， PDU可直接为大电流负载供电，特定时间内 (I2t) 若电流过大，不同于传统的域架构，可有效防止高热瞬变对器件的破坏， T10-S专为开关应用而设计， 大大提高了功能安全性。 设计人员可以选择具有先进保护功能（如新的SmartGuard功能） 的SmartFET。 NCV68261采用非常小的WDFNW-6封装， 为LV网络供电，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。 通过附加跳线，因此HV-LV转换器可以直接为48V电池供电， 特别是在较高频率时。 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。 48V PDU和ZCU提供多种LV和MV MOSFET。 RDS(ON)和栅极电荷QG， 此处仅重点介绍电动汽车的区域控制架构。 在T10技术中， PDU连接到车辆的低压(LV)电池（通常为12V或48V）或者HV-LV DC-DC转换器的输出端， 到达特定区域内的各个负载。

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， 有的汽车只有一种LV电池， 受保护的半导体开关能够复位，

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。 使用较低电阻率的衬底和减薄晶圆变得至关重要。 衬底电阻可能占RDS(ON)的很大一部分。