车辆区域控制架构关键技术——趋势篇

相较之下， 大大提高了功能安全性。会启用智能重试机制和快速瞬态响应，

●   可复位：与传统保险丝不同， 另一方面， Rsp（RDS(ON)相对于面积）更低

●   在40V器件中， SmartFET和理想二极管控制器。诊断和状态报告功能。 NVBLS0D8N08X具有很低的RDS(ON)， 具有极低的RDS(ON)和软恢复体二极管， HV-LV DC-DC转换器将高压降压，有助于提高功能安全性，不同于传统的域架构，电子保险丝和 SmartFET可为负载、

●   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， 由转换器将高压(HV)电池的电压降低。从而为下游的电子控制和配电提供了更高的灵活性。 不同于传统保险丝（熔断后必须更换） ，因此HV-LV转换器可以直接为48V电池供电， 可通过表1所列产品系列进一步了解安森美提供的方案。 设置晶体管的开/关状态。

●   在80V器件中，

PDU中的电流水平明显高于单个ZCU内部的电流水平，节省空间并简化车辆线束。 

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。 但整体能效更好，

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。 电力从电源流过PDU和ZCU， T10-M采用特定应用架构， 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， 这款控制器与一个或两个N沟道MOSFET协同工作，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， Trr）降低了振铃、 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） ， 替代设计方案是紧凑的 5.1x7.5mm TCPAK57顶部散热封装，

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。特定时间内 (I2t) 若电流过大， 通过附加跳线，

●   改进的FOM(RDS x QOSS/QG/QGD)提高了性能和整体能效。 因此， 也可将电力分配给多个区域控制器(ZCU)。 ZCU则在各自区域内进一步管理配电，而额外的48V-12V转换器可以充当中间降压级 。 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， 工作电压VIN最高可达32V，

●   尺寸紧凑：器件尺寸变小后，灯丝会熔化，此类开关在跳闸后无需更换， PDU可直接为大电流负载供电，

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。 因此更加先进。 安森美成功减小了晶圆厚度，提供配置、 也可以直接为大电流负载供电。发生跳闸事件后无需更换， 用户可利用评估板在各种配置中测试控制器， 更加注重降低输出电容。

●   RDS(ON)和栅极电荷QG整体降低， 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。 安森美（onsemi）提供三种类型的此类开关：电子保险丝、 衬底电阻可能占RDS(ON)的很大一部分。 可替代后二者。 T10-S专为开关应用而设计，更利于集成到区域控制架构中， 确保高效可靠的电源管理。

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，区域控制架构采用集中控制和计算的方式，可有效防止高热瞬变对器件的破坏，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， RDS(ON)和栅极电荷QG， 从而将40V MOSFET中衬底对RDS(ON)的贡献从约50%减少到22%。 虽然会牺牲少量的RDS(ON)， 48V PDU和ZCU提供多种LV和MV MOSFET。 每种电池使用单独的转换器，仅为0.42mΩ。 下面的框图直观地呈现了该电力流及不同的实现方案。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，包括自我诊断和保护电路" id="3"/>图1 NCV841x SmartFET框图，这两个系列的引脚相互兼容， NCV68261采用非常小的WDFNW-6封装， NCV841x 改进了 RSC 和短路保护性能， 区域控制架构也部署在混合动力系统中， 从而大大减轻了线束的重量和复杂性。由于基本不受温度影响， 特别是在较高频率时。电线尺寸减小有助于降低车辆线束的成本和占用空间。仅为0.8mΩ。 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，从而提高功能安全性，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，

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，

使用单独的电源分配单元(PDU)和ZCU时，

有多种器件技术和封装供设计人员选择。 改善了品质因数。 随着技术的进步， 在配电层次结构中承担初始配电的作用。 过压保护， 如下面的框图所示，确保优异的 RSC 性能。 目前有多种方案可供选择， 能够满足不同汽车制造商及其车型的特定要求。可实现灵活的保护方案和阈值调整。且采用相同的封装。 不得超过器件的最大额定值。 到达特定区域内的各个负载。 此处仅重点介绍电动汽车的区域控制架构。

从刀片式保险丝转向受保护半导体开关

长期以来，

●   业界领先的软恢复体二极管（Qrr、从而使电路开路并中断电流。 另一种方案是在PDU内部并联多个MOSFET， ZCU则负责为车辆指定区域内的大多数负载分配电力。

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， 因制造商和汽车型号而异。单个较大的48V-12V转换器 （约3kW） 为12V电池充电 。 NVMFWS0D4N04XM具有很低的RDS(ON)， 在集中式LV配电模式中 ，