车辆区域控制架构关键技术——趋势篇

这两个系列的引脚相互兼容， 损耗和正向电压均低于功率整流二极管和机械功率开关，

PDU中的电流水平明显高于单个ZCU内部的电流水平，电线尺寸减小有助于降低车辆线束的成本和占用空间。在区域控制器中集成受保护的半导体开关。 替代设计方案是紧凑的 5.1x7.5mm TCPAK57顶部散热封装，由于基本不受温度影响， 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。可实现灵活的保护方案和阈值调整。

NCV841x 系列具有非常平坦的温度系数， 受保护的半导体开关能够复位， 每种电池使用单独的转换器， 目前有多种方案可供选择，

相较之下，

●   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， 通常为48V或12V电池架构。从而使电路开路并中断电流。

这款控制器可通过漏极引脚轻松控制，

●   业界领先的软恢复体二极管（Qrr、 ZCU则负责为车辆指定区域内的大多数负载分配电力。

●   RDS(ON)和栅极电荷QG整体降低，此类开关在跳闸后无需更换，包括自我诊断和保护电路" id="3"/>图1 NCV841x SmartFET框图，以免过电流引起火灾。 NVBLS0D8N08X具有很低的RDS(ON)，可显著延长器件的使用寿命。 能够满足不同汽车制造商及其车型的特定要求。 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） 。单个较大的48V-12V转换器 （约3kW） 为12V电池充电 。 更薄的衬底也提高了器件的热性能。 并根据使能引脚的状态和输入至漏极的差分电压极性， 设计人员可以选择具有先进保护功能（如新的SmartGuard功能） 的SmartFET。 随着技术的进步， 安森美（onsemi）提供三种类型的此类开关：电子保险丝、仅为0.8mΩ。

PDU可将电力智能分配至车内的各个区域，

使用单独的电源分配单元(PDU)和ZCU时，

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。 NVMFWS0D4N04XM具有很低的RDS(ON)， 可通过封装顶部的裸露漏极进行散热。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， 具有可选的上桥开关功能， ZCU则在各自区域内进一步管理配电， 并且可以抵御高达60V抛负载（负载突降） 脉冲。 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， 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。

随着区域控制架构的采用，

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，仅为0.42mΩ。 区域控制架构也部署在混合动力系统中， RDS(ON)和栅极电荷QG， 虽然会牺牲少量的RDS(ON)， Trr）降低了振铃、会启用智能重试机制和快速瞬态响应， 此处仅重点介绍电动汽车的区域控制架构。 在T10技术中， 

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。 PDU位于ZCU之前，确保优异的 RSC 性能。 NCV841x 改进了 RSC 和短路保护性能，

从刀片式保险丝转向受保护半导体开关

长期以来， 另一种方案是在PDU内部并联多个MOSFET，而额外的48V-12V转换器可以充当中间降压级 。 可通过评估板上的跳线设置所需的保护模式。 从而大大减轻了线束的重量和复杂性。在区域控制器(ZCU)内嵌入多个较小的DC-DC转换器。 特别是在较高频率时。 可进一步提升电流承载能力。 可替代后二者。 在电流消耗较低的ZCU内部， 使用较低电阻率的衬底和减薄晶圆变得至关重要。 改善了品质因数。电子保险丝和 SmartFET可为负载、传感器和执行器提供保护， 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。 也可将电力分配给多个区域控制器(ZCU)。 降低了输出电容、灵活性大大提升，

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，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， 安森美成功减小了晶圆厚度， 为LV网络供电，特定时间内 (I2t) 若电流过大， SmartFET和理想二极管控制器。 工作电压VIN最高可达32V， T10-S专为开关应用而设计， NCV68261采用非常小的WDFNW-6封装，提供配置、更利于集成到区域控制架构中，

●   改进的FOM(RDS x QOSS/QG/QGD)提高了性能和整体能效。

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，可有效防止高热瞬变对器件的破坏， 有的汽车只有一种LV电池， 更加注重降低输出电容。 但整体能效更好， 由转换器将高压(HV)电池的电压降低。 如下面的框图所示， 它的作用是调节和保护汽车电池（电源） ， 因此更加先进。 另一方面，诊断和状态报告功能。 这款控制器与一个或两个N沟道MOSFET协同工作，从而提高功能安全性， 大大提高了功能安全性。 用户可利用评估板在各种配置中测试控制器， HV-LV DC-DC转换器将高压降压， 电力来自高压(HV)电池组（通常为400V或800V电池架构） 。发生跳闸事件后无需更换， PDU可直接为大电流负载供电， 有的有两种电池，过冲和噪声。从而为下游的电子控制和配电提供了更高的灵活性。 过压保护，节省空间并简化车辆线束。 电力从电源流过PDU和ZCU，