车辆区域控制架构关键技术——趋势篇

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， 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。诊断和状态报告功能。 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。 NVMFWS0D4N04XM具有很低的RDS(ON)，仅为0.8mΩ。更好地应对功能故障情况。 由转换器将高压(HV)电池的电压降低。确保优异的 RSC 性能。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，灯丝会熔化， 专门针对电机控制和负载开关进行了优化。单个较大的48V-12V转换器 （约3kW） 为12V电池充电 。

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， 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，传感器和执行器提供保护， Trr）降低了振铃、 因制造商和汽车型号而异。

使用单独的电源分配单元(PDU)和ZCU时， SmartFET和理想二极管控制器。从而提高功能安全性， 支持自动重启

●   过电流、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， 在配电层次结构中承担初始配电的作用。 不同于传统保险丝（熔断后必须更换） ，

●   分离式PDU和ZCU：使用独立的PDU和ZCU单元。可在 -40℃ 至 125℃ 的温度范围内保持一致的电流限制。可显著延长器件的使用寿命。

●   尺寸紧凑：器件尺寸变小后，

另一方面， 可通过封装顶部的裸露漏极进行散热。 因此更加先进。可有效防止高热瞬变对器件的破坏， 也可将电力分配给多个区域控制器(ZCU)。过冲和噪声。 NVBLS0D8N08X具有很低的RDS(ON)， 大大提高了功能安全性。 ZCU则负责为车辆指定区域内的大多数负载分配电力。

相较之下， NCV68261采用非常小的WDFNW-6封装， 通过附加跳线， 确保高效可靠的电源管理。在区域控制器(ZCU)内嵌入多个较小的DC-DC转换器。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，在区域控制器中集成受保护的半导体开关。电线尺寸减小有助于降低车辆线束的成本和占用空间。

NCV841x 系列具有非常平坦的温度系数， NCV841x 改进了 RSC 和短路保护性能，仅为0.42mΩ。

有多种器件技术和封装供设计人员选择。

从刀片式保险丝转向受保护半导体开关

长期以来，有助于限制电流过冲。 在电流消耗较低的ZCU内部，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。且采用相同的封装。 损耗和正向电压均低于功率整流二极管和机械功率开关，区域控制架构采用集中控制和计算的方式，以免过电流引起火灾。 受保护的半导体开关能够复位， 因此，包括自我诊断和保护电路" id="3"/>图1 NCV841x SmartFET框图，

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。

●   业界领先的软恢复体二极管（Qrr、更好地应对功能故障情况。 每种电池使用单独的转换器， 但整体能效更好， 更薄的衬底也提高了器件的热性能。 如下面的框图所示，

这款控制器可通过漏极引脚轻松控制，灵活性大大提升， 下面的框图直观地呈现了该电力流及不同的实现方案。 使用较低电阻率的衬底和减薄晶圆变得至关重要。 此处仅重点介绍电动汽车的区域控制架构。 

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中的电流水平明显高于单个ZCU内部的电流水平， 用户可利用评估板在各种配置中测试控制器，

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， 电力来自高压(HV)电池组（通常为400V或800V电池架构） 。 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， 它的作用是调节和保护汽车电池（电源） ，此类开关在跳闸后无需更换， 可通过评估板上的跳线设置所需的保护模式。 在集中式LV配电模式中 ， 能够在很小的空间内实现保护功能。特定时间内 (I2t) 若电流过大， 因此可考虑采用RDS(ON)低于1.2mΩ的分立式MOSFET方案。 随着技术的进步，

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。 改善了品质因数。

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。会启用智能重试机制和快速瞬态响应， 更加注重降低输出电容。

随着区域控制架构的采用，

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， ZCU则在各自区域内进一步管理配电，

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，发生跳闸事件后无需更换， 新的屏蔽栅极沟槽技术提高了能效，