當(dāng)前位置:首頁 > 汽車電子 > 汽車電子
[導(dǎo)讀]汽車電氣化是大勢(shì)所趨,汽車電氣化不只是引入純電動(dòng)汽車,還是不斷地用電控技術(shù)取代傳統(tǒng)機(jī)械部件和機(jī)械繼電器,或者在某些情況下引入新的功能。

近年來,汽車電氣化是大勢(shì)所趨,汽車電氣化不只是引入純電動(dòng)汽車,還是不斷地用電控技術(shù)取代傳統(tǒng)機(jī)械部件和機(jī)械繼電器,或者在某些情況下引入新的功能。

汽車大規(guī)模電氣化正在推動(dòng)自動(dòng)駕駛向更高級(jí)別發(fā)展,從中長期看,許多車輛可能被視為“無人駕駛出租車”。根據(jù)這一新的汽車駕駛概念,車門內(nèi)的所有功能都將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,例如,智能自動(dòng)開門和防碰撞檢測(cè)。這些自動(dòng)化系統(tǒng)將能檢測(cè)到行人或騎車人正在靠近汽車,并自動(dòng)控制開門操作,以避免碰撞危險(xiǎn)。未來車門內(nèi)還將裝先進(jìn)的傳感器,用于檢測(cè)車門外的障礙物,防止車門被撞壞。

大趨勢(shì)的產(chǎn)生離不開專用半導(dǎo)體芯片的鋪路。這些芯片需要跟隨先進(jìn)的電源管理概念,驅(qū)動(dòng)從LED等毫瓦級(jí)的負(fù)載到瞬間耗散功率輕易達(dá)到200W的大功率直流電機(jī)。此外,汽車電子模塊還需要配備高度標(biāo)準(zhǔn)化的通信接口,例如,CAN和LIN物理層。

如何確定一個(gè)正確的系統(tǒng)架構(gòu),以合理的成本實(shí)現(xiàn)新功能,且不會(huì)影響質(zhì)量和性能,是汽車廠商面臨的一大挑戰(zhàn)。隨著軟硬件開發(fā)成本和復(fù)雜性不斷提高,跟上OEM廠商的性能和功能要求變得越來越困難。此外,OEM廠商還要求部署有成本效益的可擴(kuò)展的解決方案,從低端車型擴(kuò)展到高端汽車,在不同平臺(tái)和車型上分?jǐn)傞_發(fā)成本。

車門區(qū)電控模塊(圖1)是一個(gè)大家熟悉的受益于可擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)方法的汽車系統(tǒng),這個(gè)應(yīng)用概念是用一顆IC驅(qū)動(dòng)車門區(qū)的多個(gè)負(fù)載(門鎖電機(jī)、可調(diào)可折疊后視鏡、除霜器、車窗升降電機(jī)和LED、白熾燈等照明功能)。可擴(kuò)展的驅(qū)動(dòng)器,封裝和軟件全系兼容,適應(yīng)車門電控模塊的多樣化要求,是車門區(qū)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的典型特征。

圖1:

在過去10余年里,車用半導(dǎo)體廠商開發(fā)出了若干個(gè)車門執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器芯片,并隨著汽車電氣負(fù)載數(shù)量不斷增加,給這些產(chǎn)品增加了新功能,對(duì)封裝以及芯片制造技術(shù)和IP內(nèi)核進(jìn)行了優(yōu)化。在車門區(qū)電子元器件中,除驅(qū)動(dòng)芯片(圖2)外,還有一個(gè)電源管理IC,為電控單元提供更強(qiáng)的系統(tǒng)電源,包括各種待機(jī)模式和通信層(主要是LIN和/或HS CAN)。電源管理芯片通常集成兩個(gè)低壓差穩(wěn)壓器,為系統(tǒng)微控制器和外設(shè)負(fù)載(傳感器等外設(shè))供電,還包含增強(qiáng)型系統(tǒng)待機(jī)功能,以及可設(shè)置的本地和遠(yuǎn)程喚醒功能。

圖2:

車門執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器和電源管理芯片都采用意法半導(dǎo)體為此應(yīng)用專門優(yōu)化的BCD (Bipolar、CMOS和 DMOS) 半導(dǎo)體制造技術(shù)。車門執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器芯片采用0.7μm BCD技術(shù),電源管理芯片采用0.57μm BCD技術(shù)。

為順應(yīng)新的汽車技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),汽車半導(dǎo)體器件必須高效、安全地控制更多的電氣負(fù)載,最大限度地降低靜態(tài)電流,同時(shí)采用高集成度解決方案,減少元器件數(shù)量,縮減電路板空間,降低產(chǎn)品重量,從而大幅簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。

意法半導(dǎo)體專有的先進(jìn)的0.16μm BCD8S是實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)上獨(dú)一無二的高集成度單片解決方案(圖3)的關(guān)鍵技術(shù),可滿足電源管理、故障保護(hù)和車門負(fù)載驅(qū)動(dòng)等應(yīng)用的技術(shù)需求。這項(xiàng)技術(shù)還能提高能效和計(jì)算能力,將芯片的結(jié)溫提高到175°C,達(dá)到汽車OEM廠商嚴(yán)格規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)溫,破解單片集成電源管理和執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器帶來的極具挑戰(zhàn)性的熱管理難題。

圖3:

意法半導(dǎo)體創(chuàng)新的L99DZ100G / GP前車門控制器芯片和L99DZ120后車門控制器芯片有助于設(shè)計(jì)人員節(jié)省空間,同時(shí)提高車門控制模塊的可靠性和能效。

以前的車門區(qū)ASSP (專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)解決方案需要2個(gè)芯片:一個(gè)12mm×12mm(TQFP64)的車門執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)10mm x 10mm(PowerSSO-36)的電源管理芯片,而意法半導(dǎo)體的車門區(qū)控制單片解決方案只需一個(gè)封裝面積與TQFP64相同的LQFP64(圖4),這對(duì)于PCB電路板小型化非常重要,能夠適應(yīng)更嚴(yán)格的空間要求。除了利用新的BCD技術(shù)縮減裸片尺寸外,還通過新的創(chuàng)新封裝結(jié)構(gòu)縮減封裝面積,在縮小車門系統(tǒng)IC的同時(shí),提高輸出電流峰值和功率密度。

圖4:

全系產(chǎn)品軟件相互兼容,還有助于簡(jiǎn)化開發(fā),縮短產(chǎn)品市場(chǎng)時(shí)間。

意法半導(dǎo)體專有的BCD8S先進(jìn)汽車技術(shù)在實(shí)現(xiàn)這種單片解決方案中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。該解決方案具有多種功能,包括內(nèi)置半橋和高達(dá)7.5A的高邊驅(qū)動(dòng)器,可滿足車門區(qū)應(yīng)用的新要求。該解決方案還集成高速CAN(HS-CAN)和LIN 2.2a接口(SAE J 2602)、控制模塊和保護(hù)電路。 除標(biāo)準(zhǔn)特性功能外,L99DZ100GP還支持ISO 11898-6 HS-CAN標(biāo)準(zhǔn)的選擇性喚醒,讓使用頻率不高的ECU進(jìn)入睡眠模式,同時(shí)保持與CAN總線的連接,最大限度地提高節(jié)能效果。

兩款前門控制器都集成了MOSFET半橋,可以驅(qū)動(dòng)多達(dá)五個(gè)直流電機(jī)和一個(gè)外部H橋。此外,這兩款芯片還有八個(gè)LED驅(qū)動(dòng)器和兩個(gè)白熾燈驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)后視鏡加熱器柵極驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)車窗電致變色玻璃控制模塊。其它特性包括外部電路(微控制器、傳感器等)穩(wěn)壓器,以及相關(guān)的定時(shí)器、看門狗、復(fù)位發(fā)生器和保護(hù)功能。后門控制器L99DZ120也具有類似的功能,例如,電動(dòng)車窗升降電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

為車輛配備更多電子系統(tǒng)和功能有助于增加汽車的賣點(diǎn),但更多的電子配置也提高了功率要求。因此,必須準(zhǔn)確分析每個(gè)系統(tǒng)在各種工作條件下的功耗,尤其是純電動(dòng)汽車,浪費(fèi)電力就等于縮短續(xù)航里程;電氣部件越多,泄漏電流越大,這是不可避免的。因此,所有汽車制造商都非??粗仂o態(tài)電流和待機(jī)電流低的產(chǎn)品和/或技術(shù)。大多數(shù)ECU的最大待機(jī)電流預(yù)算為100μA,所以,客戶經(jīng)常說:“每個(gè)微安都很重要”。

因此,意法半導(dǎo)體在新車門區(qū)控制器芯片上集成一個(gè)有多種低靜態(tài)電流模式的先進(jìn)電源管理模塊(待機(jī)/睡眠、定期監(jiān)測(cè)、專用低電流模式LDO穩(wěn)壓器、定時(shí)器、接觸設(shè)備電源)。在VBAT待機(jī)模式下,靜態(tài)電流降至10μA以下,處于7μA-8μA區(qū)間內(nèi),是雙片IC(車門區(qū)驅(qū)動(dòng)IC+電源管理IC)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的二分之一。對(duì)于車門應(yīng)用,在通過外部接觸設(shè)備監(jiān)測(cè)或通信接口(LIN、HS-CAN或支持選擇性喚醒的HS-CAN)物理層喚醒穩(wěn)壓器之前,控制器不給微控制器(MCU)供電。

意法半導(dǎo)體的新車門區(qū)控制器不僅在一個(gè)封裝內(nèi)整合了以前的車門區(qū)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器芯片和電源管理芯片,還增加了一些新功能,以更好地服務(wù)新的汽車發(fā)展趨勢(shì)。

為支持自動(dòng)LED占空比補(bǔ)償功能,意法半導(dǎo)體的新車門區(qū)控制器實(shí)現(xiàn)了一個(gè)新的IP模塊,內(nèi)部補(bǔ)償算法利用電源電壓測(cè)量值修正LED驅(qū)動(dòng)器功率級(jí)的占空比,確保LED在ECU電源電壓波動(dòng)時(shí)也能保持均勻的亮度。開發(fā)者可根據(jù)不同的負(fù)載靈活設(shè)置占空比補(bǔ)償功能,使用不同的LED以及串聯(lián)LED,從而節(jié)省外部微處理器的負(fù)荷,并最大限度地減少SPI的數(shù)據(jù)流量。

熱群集概念是新控制器的另一個(gè)新特性,發(fā)生短路等事件時(shí),該特性可單獨(dú)禁用短路的輸出通道,其它輸出通道保持正常工作。

為了符合電動(dòng)車窗安全操作的要求,新控制器還實(shí)現(xiàn)一個(gè)專用IP內(nèi)核,在發(fā)生系統(tǒng)錯(cuò)誤時(shí),能夠使車窗進(jìn)入安全狀態(tài),避免車窗升降動(dòng)作失控。根據(jù)安全要求,該IP內(nèi)核與芯片其余部分之間有一個(gè)深溝槽隔離層,這是BCD8s技術(shù)的另一個(gè)有價(jià)值的特性。自偏置方法使該IP模塊在電池沒電時(shí)仍能正常工作。

L99DZ100系列產(chǎn)品支持當(dāng)前最先進(jìn)的車門電子應(yīng)用,不過,隨著汽車技術(shù)的發(fā)展,還將來還會(huì)涌現(xiàn)新的需求,例如,驅(qū)動(dòng)更多的直流大功率電機(jī)。為此,意法半導(dǎo)體采用模塊化方法開發(fā)這些芯片,可在新配置內(nèi)整合更多的IP內(nèi)核,升級(jí)擴(kuò)展車門區(qū)控制系統(tǒng)。除車門應(yīng)用外,新系列產(chǎn)品還將被用于其它汽車系統(tǒng),以最優(yōu)的方式驅(qū)動(dòng)負(fù)載,例如,電動(dòng)后備箱蓋模塊或天窗具有類似的系統(tǒng)要求。未來,專用ASSP也將進(jìn)入這一細(xì)分市場(chǎng)。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉