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“电力”十足新开关,任EE门中好法宝

英飞凌 英飞凌汽车电子生态圈 2022-10-26


小英

“你在干什么?”

“你好,我是大宁。任职于英飞凌,专注于EE架构的研究。听博特说这里有一扇EE架构任意门,很奇妙,特地来参观~”


大宁

小英

“是的,欢迎欢迎!你现在就在任意门的“功能安全部”。在EE架构的发展变革中,不同的功能域有不同的功能安全等级要求。车辆的供配电网络会发生革命性的变化。主要体现在开关及保险丝的半导体化,以及从集中式配电模式衍变成区域控制器的分散式配电。

为什么需要用半导体替代保险丝呢?一起看看吧~


#1



区域控制器集成了供配电功能,为整车提供一个可靠的供电系统,是实现ADAS/AD应用的重要环节。

在自动驾驶系统中,对于那些一旦失效,驾驶员可以立即控制的功能,一般传统的供电系统就够了。

对于在第一故障出现后,存在驾驶员丢失控制风险的,就需要进一步提供自动驾驶(辅助)的可靠性,相应的供配电系统的可靠性也需要提高。

对于驾驶员无法在故障后控制的情况,则需要让自动驾驶系统具备在故障下依旧工作,其相应的供配电系统也必须是冗余的。

而随着汽车重量的提升,车上线控技术的普及,以及更高级别自动驾驶功能的实现,驾驶员失去控制权的可能性进一步加大,所以可靠的供电系统也变得尤为重要。

#2



可靠的供电系统非常重要,在传统供电系统上,主要靠保险丝实现供电,但是有许多不足。


大宁

“所以我们必须采用电子开关,来实现快速的(100uS)故障隔离。”

在传统供电系统上,保险丝主要是为了防止线束过热而烧毁。当一路大电流负载的相关链路上出现了短路,保险丝的响应时间过慢,会导致短路电流把整个电网电压下拉到一个很低的范围,这会严重影响供电系统或者自动驾驶系统的可靠性。

#3



现有半导体方案也有着许多不足之处。

机械结构的保险丝本身并不耗电,而为了实现可靠供电系统切换成电子开关后,功耗就成了衍生问题,尤其是在车辆长时间停驻时,对于所有的常供电网络,电子开关依旧需要处于工作状态,传统的电子开关,其导通功耗是车辆停驻期间完全不能接受的。它会快速地消耗车载12V 电池,甚至动力电池的电量,从而产生很差的用户体验。

而且不同的常供电负载,在车辆停驻期间的运行状态也不同,(如下图的TYPE A,TYPE B, TYPE C), 有些虽然平均功耗很低,但是还是会不定期地出现高功耗情况,因此就需要电子开关处于一个完全导通的状态,从而可以随时向负载提供足够的电流。

(Type A,B,C)


小英

“又要完全导通,又要带有原本保险丝所具备的保护功能,还要低功耗,这确实给目前的电子开关提出了全新的挑战。”


#4



英飞凌及时地认识到了这个挑战,并提前进行了新产品的开发,以帮助客户更顺利地实现电子电气架构的变革。


大宁

“这就要说到英飞凌集成式半导体开关PROFET™这个家族了!”


PROFET™家族系列产品已经推出近30年,2017年推出的SMART 7 PROFET™+2 系列全球已交货5亿片,广泛应用于车身,动力总成,安全等各类应用领域。


PROFET™系列电流能力从100mA到56A进行了覆盖,而其预驱产品配合外置MOS管更是实现了40A到300A以上的大电流应用,给整个汽车供电网络提供了完整的方案。


目前,英飞凌正在开发的PROFET™系列新开关类产品,更是能在实现开关完全导通的情况下,微安级别的自身功耗,确保车辆在长时间停车模式下不会过量消耗电池电量,为新一代电子电气架构发展进程中的区域控制器提供了可靠而稳定的供电。


停车模式


自动驾驶模式


英飞凌高低边开关家族成员丰富,可以覆盖各类不同的应用,满足零部件厂商和车厂不同的应用需求。


绿灯亮起,警报解除!


小英

“任务完成,我要继续我的旅程了~”

“期待下一次见面!”


大宁

尾 声

小英在新电子电气架构的旅程中还会遇到哪些神秘事件呢?让我们一起期待吧~



本期人物介绍 


沈 宁

英飞凌

汽车电子技术专家




Q:英飞凌SMART 7 PROFET™+2

系列全球交货量是多少?


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