在智能化的風(fēng)口下，汽車功能安全的熱度似乎越來越高。這一方面體現(xiàn)了人們對汽車安全問題的重視程度日益提高；另一方面，由于汽車上的ECU數(shù)量和代碼行數(shù)與日俱增，使得汽車電子系統(tǒng)日趨復(fù)雜，功能安全已經(jīng)成為一個不容忽視的問題。
為此，功率變換IC領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者Power Integrations（以下簡稱“PI”）于近日推出了一款適用于Infineon EconoDUAL?模塊的SCALE? EV系列門極驅(qū)動板，旨在提高電動汽車的運行性能和可靠性，幫助降低系統(tǒng)故障風(fēng)險。
在半導(dǎo)體領(lǐng)域，除了AEC-Q汽車電子元器件可靠性檢測標準之外，通過嚴苛的功能安全標準ISO 26262 ASIL認證，現(xiàn)已成為智能化時代汽車供應(yīng)鏈廠商的準入規(guī)則。相較于其他規(guī)范標準，ISO 26262標準是預(yù)先計算出汽車電控方面的故障風(fēng)險，并把降低該風(fēng)險的機制作為功能的一部分預(yù)先植入系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)功能安全的標準化開發(fā)工藝。
據(jù)PI資深技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理Jason Yan介紹，雖然ISO 26262不是全球強制性標準，但它卻獲得了業(yè)界的廣泛認可，是汽車供應(yīng)鏈廠商的準入門檻。ISO 26262是一套復(fù)雜的認證體系，它主要包括生產(chǎn)流程認證和產(chǎn)品功能認證兩大部分。這其中，后者要求安全機制符合ASIL（Automotive Safety Integrity Level）所要求的安全等級，追加自診斷等功能。
從概念上看，ASIL標準將功能安全定義為“不存在由于電氣和電子系統(tǒng)的故障或意外行為引起的危害而導(dǎo)致的不合理風(fēng)險”。該標準涵蓋了功能安全需求規(guī)劃、設(shè)計、實施、集成、驗證、確認、配置等方面，其目的是為了通過完善的開發(fā)流程，有效降低汽車電氣或電子系統(tǒng)故障風(fēng)險。
“根據(jù)安全風(fēng)險程度，ASIL可劃分為A、B、C、D四個不同的等級，其中A是最低的等級，D是最高的等級。ASIL等級越高，對汽車系統(tǒng)的危害性也就越大?！盝ason Yan解釋道，ASIL等級決定了對系統(tǒng)安全性的要求，而這種要求包括對故障的覆蓋率、設(shè)計流程的可追溯、設(shè)計軟件的可信賴證明等。
舉例來說，安全氣囊、防抱死制動系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等必須達到ASIL D級，這是應(yīng)用于安全保障的最嚴苛等級，因為其失效帶來的風(fēng)險最高；而安全等級范圍的最低等級，比如后燈等部件，僅需達到ASIL A級即可。另外，大燈和剎車燈通常都是ASIL B級，巡航控制通常為ASIL C級。
值得注意的是，此次PI推出的SCALE? EV門極驅(qū)動器產(chǎn)品系列，是市場上首款唯一通過汽車級認證的門極驅(qū)動板，可以大幅減化汽車供應(yīng)鏈廠商的認證流程。
要知道，門極驅(qū)動器設(shè)計對于電動汽車的性能和可靠性都至關(guān)重要。而PI的這款產(chǎn)品目前已經(jīng)完成了開發(fā)、測試和驗證，并且通過了汽車級認證和ASIL B認證，可以實現(xiàn)ASIL C牽引逆變器設(shè)計。這標志著，SCALE? EV系列門極驅(qū)動板擁有滿足汽車功能安全等級的能力。
除了安全和功能之外，SCALE? EV系列門極驅(qū)動板在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計方面同樣具有明顯的優(yōu)勢。
首先，這款驅(qū)動器內(nèi)部集成了兩個增強型門極驅(qū)動通道、相關(guān)供電電源和監(jiān)控遙測電路，可以持續(xù)提供故障診斷及故障信息。
在耐壓方面，SCALE? EV作為雙通道門極驅(qū)動器，具有1200V的加強絕緣性能，以及先進的故障匯報功能。
其次，創(chuàng)新的新型驅(qū)動器IC具有非常高的集成度，可使整個驅(qū)動板（包括門極電源）的尺寸大小完全適合于功率模塊，并能提供符合IEC 60664標準的加強絕緣所需的間距。ASIC封裝可以提供11.4mm的爬電距離和電氣間隙，安全滿足800V汽車系統(tǒng)電壓的要求。
同時，SCALE? EV板的接口連接簡單可靠，系統(tǒng)微控制器的輸入和輸出線路，通過兩個獨立的板載連接器連接，以滿足功能安全要求。每個通道只需要一個獨立的5V供電即可，電路板上會生成其他所需的隔離輸出電壓。
另外，SCALE? EV門極驅(qū)動器產(chǎn)品系列還具有1200V的額定耐壓，適用于400V和800V系統(tǒng)，并且支持碳化硅（SiC）MOSFET和基于硅的IGBT開關(guān)?！袄肐GBT對DC母線電容的主動放電，還可節(jié)省50-100個外圍元件?！盝ason Yan補充道。
根據(jù)官方資料顯示，這款產(chǎn)品還具備完善的保護措施，集成了主動短路、對所連接直流母線電容的主動放電、通過主動門極控制實現(xiàn)過壓限制，以及門極監(jiān)測、信號傳輸監(jiān)測和芯片內(nèi)溫度監(jiān)測等診斷功能，對于SiC MOSFET開關(guān)的短路和過流響應(yīng)時間小于1微秒，而IGBT開關(guān)的短路和過流響應(yīng)時間小于3微秒。
據(jù)悉，SCALE? EV系列門極驅(qū)動板目前首發(fā)型號為2SP0215F2Q0C，主要針對英飛凌EconoDUAL? 900A 1200V IGBT半橋模塊而設(shè)計。該產(chǎn)品設(shè)計符合5500米海拔要求，并且提供三防漆服務(wù)選項以滿足技術(shù)上的潔凈度要求。
從以上優(yōu)勢不難看出，作為目前市場上首款唯一通過汽車級認證的門極驅(qū)動板，SCALE? EV這款產(chǎn)品必將成為未來汽車電子市場的新寵兒。
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