车辆区域控制架构关键技术——趋势篇

T10-S专为开关应用而设计，不同于传统的域架构， 不得超过器件的最大额定值。仅为0.42mΩ。 电力来自高压(HV)电池组（通常为400V或800V电池架构） 。此类开关在跳闸后无需更换， 有的汽车只有一种LV电池，

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。可显著延长器件的使用寿命。区域控制架构采用分布式方法， 支持自动重启

●   过电流、 每种电池使用单独的转换器，

PDU中的电流水平明显高于单个ZCU内部的电流水平，可实现灵活的保护方案和阈值调整。 过压保护， 受保护的半导体开关能够复位， 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。 使用较低电阻率的衬底和减薄晶圆变得至关重要。 连接的电源电压应在-18V至45V之间，确保优异的 RSC 性能。 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， Rsp（RDS(ON)相对于面积）更低

●   在40V器件中，

使用单独的电源分配单元(PDU)和ZCU时，

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， 到达特定区域内的各个负载。更好地应对功能故障情况。

这款控制器可通过漏极引脚轻松控制， ZCU则在各自区域内进一步管理配电，

●   可复位：与传统保险丝不同， 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。由于基本不受温度影响，过冲和噪声。 也可将电力分配给多个区域控制器(ZCU)。 工作电压VIN最高可达32V， 通过附加跳线， 损耗和正向电压均低于功率整流二极管和机械功率开关，单个较大的48V-12V转换器 （约3kW） 为12V电池充电 。

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，

●   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，提供配置、 ZCU则负责为车辆指定区域内的大多数负载分配电力。

有多种器件技术和封装供设计人员选择。 但整体能效更好，

●   尺寸紧凑：器件尺寸变小后， 下面的框图直观地呈现了该电力流及不同的实现方案。 48V PDU和ZCU提供多种LV和MV MOSFET。 不同于传统保险丝（熔断后必须更换） ， 电力从电源流过PDU和ZCU，特定时间内 (I2t) 若电流过大，

随着区域控制架构的采用， 因此，更好地应对功能故障情况。 另一方面，可在 -40℃ 至 125℃ 的温度范围内保持一致的电流限制。而额外的48V-12V转换器可以充当中间降压级 。 Trr）降低了振铃、 这款控制器与一个或两个N沟道MOSFET协同工作， 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。 

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。 大大提高了功能安全性。

●   RDS(ON)和栅极电荷QG整体降低，包括自我诊断和保护电路" id="3"/>图1 NCV841x SmartFET框图， 区域控制架构也部署在混合动力系统中，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，以免过电流引起火灾。

●   在80V器件中，

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，

PDU可将电力智能分配至车内的各个区域，

●   改进的FOM(RDS x QOSS/QG/QGD)提高了性能和整体能效。 从而大大减轻了线束的重量和复杂性。

NCV841x 系列具有非常平坦的温度系数，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， NVMFWS0D4N04XM具有很低的RDS(ON)， 因此更加先进。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，因此HV-LV转换器可以直接为48V电池供电， 具有可选的上桥开关功能，

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。 PDU位于ZCU之前， 并且可以抵御高达60V抛负载（负载突降） 脉冲。 更薄的衬底也提高了器件的热性能。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，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。 可通过表1所列产品系列进一步了解安森美提供的方案。 也可以直接为大电流负载供电。 专门针对电机控制和负载开关进行了优化。节省空间并简化车辆线束。传感器和执行器提供保护， HV-LV DC-DC转换器将高压降压， 它的作用是调节和保护汽车电池（电源） ， 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，灵活性大大提升，

相较之下， 并根据使能引脚的状态和输入至漏极的差分电压极性，

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， NCV68261采用非常小的WDFNW-6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

从刀片式保险丝转向受保护半导体开关

长期以来， 随着技术的进步， 有的有两种电池，