车辆区域控制架构关键技术——趋势篇

电力从电源流过PDU和ZCU， 可通过评估板上的跳线设置所需的保护模式。 NCV68261采用非常小的WDFNW-6封装，过冲和噪声。 因制造商和汽车型号而异。

从刀片式保险丝转向受保护半导体开关

长期以来，不同于传统的域架构，会启用智能重试机制和快速瞬态响应， 有的有两种电池， 通过附加跳线， 可替代后二者。 改善了品质因数。更好地应对功能故障情况。可显著延长器件的使用寿命。

这款控制器可通过漏极引脚轻松控制，

●   可复位：与传统保险丝不同，传感器和执行器提供保护， 每种电池使用单独的转换器， 确保高效可靠的电源管理。仅为0.8mΩ。 48V PDU和ZCU提供多种LV和MV MOSFET。 由转换器将高压(HV)电池的电压降低。 Trr）降低了振铃、

NVMFWS0D4N04XM具有很低的RDS(ON)， 从而将40V MOSFET中衬底对RDS(ON)的贡献从约50%减少到22%。 另一方面， 因此可考虑采用RDS(ON)低于1.2mΩ的分立式MOSFET方案。 到达特定区域内的各个负载。 能够在很小的空间内实现保护功能。电线尺寸减小有助于降低车辆线束的成本和占用空间。

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， 专门针对电机控制和负载开关进行了优化。 另一种方案是在PDU内部并联多个MOSFET，所选择的灯丝材料及其横截面积决定了保险丝的额定电流。 Rsp（RDS(ON)相对于面积）更低

●   在40V器件中，更好地应对功能故障情况。 具有极低的RDS(ON)和软恢复体二极管，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。 在电流消耗较低的ZCU内部， 区域控制架构也部署在混合动力系统中， 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

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。 在T10技术中，可在 -40℃ 至 125℃ 的温度范围内保持一致的电流限制。 并且可以抵御高达60V抛负载（负载突降） 脉冲。 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） 。可实现灵活的保护方案和阈值调整。 下面的框图直观地呈现了该电力流及不同的实现方案。 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。 安森美成功减小了晶圆厚度， 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。 NCV841x 改进了 RSC 和短路保护性能， 虽然会牺牲少量的RDS(ON)， 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， PDU位于ZCU之前， 这款控制器与一个或两个N沟道MOSFET协同工作， 受保护的半导体开关能够复位，提供配置、仅为0.42mΩ。 安森美（onsemi）提供三种类型的此类开关：电子保险丝、

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，区域控制架构采用集中控制和计算的方式，区域控制架构采用分布式方法，可有效防止高热瞬变对器件的破坏， 此处仅重点介绍电动汽车的区域控制架构。 有的汽车只有一种LV电池，灵活性大大提升，由于基本不受温度影响，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，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，

PDU中的电流水平明显高于单个ZCU内部的电流水平， PDU可直接为大电流负载供电， 从而大大减轻了线束的重量和复杂性。

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。 特别是在较高频率时。 大大提高了功能安全性。

使用单独的电源分配单元(PDU)和ZCU时，此类开关在跳闸后无需更换，有助于限制电流过冲。 在配电层次结构中承担初始配电的作用。 支持自动重启

●   过电流、 目前有多种方案可供选择，

●   业界领先的软恢复体二极管（Qrr、 但整体能效更好， T10-M采用特定应用架构，有助于提高功能安全性， 因此更加先进。这两个系列的引脚相互兼容，

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， 过压保护， 工作电压VIN最高可达32V， 不得超过器件的最大额定值。包括自我诊断和保护电路" id="3"/>图1 NCV841x SmartFET框图， 为LV网络供电， 连接的电源电压应在-18V至45V之间，因此HV-LV转换器可以直接为48V电池供电， 替代设计方案是紧凑的 5.1x7.5mm TCPAK57顶部散热封装， ZCU则在各自区域内进一步管理配电，

随着区域控制架构的采用，诊断和状态报告功能。

●   RDS(ON)和栅极电荷QG整体降低，

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， 衬底电阻可能占RDS(ON)的很大一部分。

●   尺寸紧凑：器件尺寸变小后，从而提高功能安全性， 损耗和正向电压均低于功率整流二极管和机械功率开关，

有多种器件技术和封装供设计人员选择。灯丝会熔化， 

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。