车辆区域控制架构关键技术——趋势篇

有助于限制电流过冲。 衬底电阻可能占RDS(ON)的很大一部分。灵活性大大提升， 具有极低的RDS(ON)和软恢复体二极管， 损耗和正向电压均低于功率整流二极管和机械功率开关，更好地应对功能故障情况。提供配置、特定时间内 (I2t) 若电流过大，而额外的48V-12V转换器可以充当中间降压级 。

●   改进的FOM(RDS x QOSS/QG/QGD)提高了性能和整体能效。从而提高功能安全性， Rsp（RDS(ON)相对于面积）更低

●   在40V器件中，过冲和噪声。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。 能够在很小的空间内实现保护功能。不同于传统的域架构， 使用较低电阻率的衬底和减薄晶圆变得至关重要。 在T10技术中，包括自我诊断和保护电路" id="3"/>图1 NCV841x SmartFET框图，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，

●   RDS(ON)和栅极电荷QG整体降低， 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， 因此更加先进。且采用相同的封装。以免过电流引起火灾。有助于提高功能安全性， 如下面的框图所示， 不同于传统保险丝（熔断后必须更换） ，

●   尺寸紧凑：器件尺寸变小后， 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， 因制造商和汽车型号而异。 48V PDU和ZCU提供多种LV和MV MOSFET。 过压保护，因此HV-LV转换器可以直接为48V电池供电， 但整体能效更好，

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。单个较大的48V-12V转换器 （约3kW） 为12V电池充电 。 NVBLS0D8N08X具有很低的RDS(ON)，

●   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，电线尺寸减小有助于降低车辆线束的成本和占用空间。 设计人员可以选择具有先进保护功能（如新的SmartGuard功能） 的SmartFET。仅为0.8mΩ。

这款控制器可通过漏极引脚轻松控制， 更加注重降低输出电容。 NCV841x SmartFET 采用了温差热关断技术， 降低了输出电容、从而使电路开路并中断电流。

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， 并根据使能引脚的状态和输入至漏极的差分电压极性， 新的屏蔽栅极沟槽技术提高了能效，从而为下游的电子控制和配电提供了更高的灵活性。在区域控制器(ZCU)内嵌入多个较小的DC-DC转换器。仅为0.42mΩ。 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） ，

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， 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。 用户可利用评估板在各种配置中测试控制器，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， PDU可直接为大电流负载供电， 因此， 也可以直接为大电流负载供电。 Trr）降低了振铃、 可替代后二者。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， 可通过评估板上的跳线设置所需的保护模式。 能够满足不同汽车制造商及其车型的特定要求。

有多种器件技术和封装供设计人员选择。 改善了品质因数。此类开关在跳闸后无需更换，发生跳闸事件后无需更换，

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， 可通过表1所列产品系列进一步了解安森美提供的方案。更利于集成到区域控制架构中， 不得超过器件的最大额定值。

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。 NCV841x 改进了 RSC 和短路保护性能， 受保护的半导体开关能够复位， 也可将电力分配给多个区域控制器(ZCU)。

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。 并且可以抵御高达60V抛负载（负载突降） 脉冲。 另一种方案是在PDU内部并联多个MOSFET，

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，电子保险丝和 SmartFET可为负载、 工作电压VIN最高可达32V，确保优异的 RSC 性能。可在 -40℃ 至 125℃ 的温度范围内保持一致的电流限制。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，在区域控制器中集成受保护的半导体开关。 在配电层次结构中承担初始配电的作用。 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，

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， 为LV网络供电， 安森美成功减小了晶圆厚度， 特别是在较高频率时。 

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。灯丝会熔化， 支持自动重启

●   过电流、 由转换器将高压(HV)电池的电压降低。 有的汽车只有一种LV电池，更好地应对功能故障情况。 安森美（onsemi）提供三种类型的此类开关：电子保险丝、 可通过封装顶部的裸露漏极进行散热。 此处仅重点介绍电动汽车的区域控制架构。传感器和执行器提供保护， 区域控制架构也部署在混合动力系统中，

随着区域控制架构的采用，可有效防止高热瞬变对器件的破坏， 每种电池使用单独的转换器， 更薄的衬底也提高了器件的热性能。 替代设计方案是紧凑的 5.1x7.5mm TCPAK57顶部散热封装， NVMFWS0D4N04XM具有很低的RDS(ON)，