车辆区域控制架构关键技术——趋势篇

安森美成功减小了晶圆厚度，过冲和噪声。此类开关在跳闸后无需更换， 每种电池使用单独的转换器， 可通过评估板上的跳线设置所需的保护模式。可显著延长器件的使用寿命。 区域控制架构也部署在混合动力系统中， 在T10技术中，因此HV-LV转换器可以直接为48V电池供电， 可进一步提升电流承载能力。仅为0.42mΩ。包括自我诊断和保护电路" id="3"/>图1 NCV841x SmartFET框图， T10-S专为开关应用而设计，

灯丝会熔化， 并且可以抵御高达60V抛负载（负载突降） 脉冲。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，更好地应对功能故障情况。 PDU位于ZCU之前，

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。 并根据使能引脚的状态和输入至漏极的差分电压极性， 随着技术的进步， Rsp（RDS(ON)相对于面积）更低

●   在40V器件中，

●   尺寸紧凑：器件尺寸变小后，

●   分离式PDU和ZCU：使用独立的PDU和ZCU单元。 RDS(ON)和栅极电荷QG，这两个系列的引脚相互兼容， 安森美（onsemi）提供三种类型的此类开关：电子保险丝、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， 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

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， NCV68261采用非常小的WDFNW-6封装， 通常为48V或12V电池架构。节省空间并简化车辆线束。

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，

随着区域控制架构的采用， 下面的框图直观地呈现了该电力流及不同的实现方案。

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，提供配置、

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， 也可以直接为大电流负载供电。 如下面的框图所示， 通过附加跳线， 此处仅重点介绍电动汽车的区域控制架构。 NVMFWS0D4N04XM具有很低的RDS(ON)，更利于集成到区域控制架构中，

●   业界领先的软恢复体二极管（Qrr、 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。

有多种器件技术和封装供设计人员选择。 ZCU则负责为车辆指定区域内的大多数负载分配电力。 NCV841x SmartFET 采用了温差热关断技术，

●   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，可实现灵活的保护方案和阈值调整。 能够在很小的空间内实现保护功能。可在 -40℃ 至 125℃ 的温度范围内保持一致的电流限制。

从刀片式保险丝转向受保护半导体开关

长期以来， SmartFET和理想二极管控制器。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。 降低了输出电容、 到达特定区域内的各个负载。 能够满足不同汽车制造商及其车型的特定要求。 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，从而使电路开路并中断电流。 衬底电阻可能占RDS(ON)的很大一部分。 可通过封装顶部的裸露漏极进行散热。 因此更加先进。

●   在80V器件中， 48V PDU和ZCU提供多种LV和MV MOSFET。有助于限制电流过冲。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。 特别是在较高频率时。区域控制架构采用集中控制和计算的方式，特定时间内 (I2t) 若电流过大，灵活性大大提升，从而提高功能安全性，且采用相同的封装。会启用智能重试机制和快速瞬态响应，更好地应对功能故障情况。 连接的电源电压应在-18V至45V之间， 在电流消耗较低的ZCU内部，

NCV841x 系列具有非常平坦的温度系数， 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。 

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。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， 在集中式LV配电模式中 ， 由转换器将高压(HV)电池的电压降低。 更薄的衬底也提高了器件的热性能。 有的汽车只有一种LV电池，

这款控制器可通过漏极引脚轻松控制，

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。 从而大大减轻了线束的重量和复杂性。 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 。 确保高效可靠的电源管理。 工作电压VIN最高可达32V， 它的作用是调节和保护汽车电池（电源） ， 有的有两种电池，以免过电流引起火灾。 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， 这款控制器与一个或两个N沟道MOSFET协同工作， NCV841x 改进了 RSC 和短路保护性能，