安森美半導體高效節(jié)能汽車電子方案配合發(fā)展趨勢

        近年來，在市場增長和消費者購車習慣轉(zhuǎn)變的推動下，汽車制造商越來越趨向于采用更復雜的電子元器件來增加新的舒適/使得功能，同時致力于節(jié)能減排以配合更嚴格排放法規(guī)需求。身為應用于高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供應商，安森美半導體積極推出強固及創(chuàng)新的高能效汽車解決方案，減少廢氣排放，提高燃油經(jīng)濟性、增強動力系統(tǒng)、照明、安全、車載網(wǎng)絡和信息娛樂系統(tǒng)的性能和可靠性。

　　汽車電子發(fā)展趨勢

　　從總體上看，平均每輛汽車中的半導體成分在增高。其中北美、歐洲和日韓等傳統(tǒng)汽車市場的平均每輛汽車半導體成分是中國汽車的2倍，另一方面，這也顯示出中國等新興市場的汽車電子發(fā)展空間非常廣闊。

　　在各類汽車應用市場中，動力系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)等尤為引人注目。其中，在汽車動力系統(tǒng)方面，目前存在由相同目標推動的兩個重要趨勢：高能效及更清潔的汽車。世界各國政府機構正在推動相關提案及法規(guī)，迫使汽車OEM設法減少燃油消耗及廢氣(二氧化碳、NOx等)排放。工程師們需要極具創(chuàng)意，使內(nèi)燃發(fā)動機(ICE)汽車提供更佳的燃油經(jīng)濟性;讓新一代混合動力及電動汽車更加節(jié)能。

　　上述趨勢有賴于電子電路來配合開發(fā)更清潔及更高能效的汽車。從半導體的角度看，標準內(nèi)燃發(fā)動機汽車與混合動力汽車的動力系統(tǒng)估計的半導體成分之比為1:5。從內(nèi)燃發(fā)動機轉(zhuǎn)向使用電動機將提升汽車的燃油經(jīng)濟性，因為汽車將使用電力來驅(qū)動。由于石油價格及高性價比電池技術及基礎設施的就緒等因素，預計約在2025年汽車內(nèi)燃發(fā)動機將大規(guī)模轉(zhuǎn)向電動機。

　　與此同時，內(nèi)燃發(fā)動機汽車將繼續(xù)提升能效，但一鍵啟動/停止交流發(fā)電機系統(tǒng)、更智能的噴射驅(qū)動器IC等某些附加技術將有賴于更精確的傳感器信號和汽車工程師更深入的系統(tǒng)專長。發(fā)動機尺寸的減小將以更智能的渦輪增壓技術予以補償。最終，部分或完全混合設計的汽車將幫助提升加速時的發(fā)動機能效，以電動力替代通常相當耗油的熱動力。

　　車載信息娛樂應用方面的挑戰(zhàn)是整車企業(yè)必須考慮如何將更多的軟件和硬件內(nèi)嵌到汽車之內(nèi)，把汽車變成一個新的移動設備;還要用集成實現(xiàn)最小化，集中精力實現(xiàn)的汽車與其他設備之間的最好聯(lián)通，如手機、智能電話以及其他的消費電子設備。而且對于車載信息娛樂系統(tǒng)而言，集成的功能越來越多，如可能包括導航系統(tǒng)、AM/FM收音機和CD/DVD播放、衛(wèi)星廣播等，使系統(tǒng)的復雜度越來越高，且對電源的要求也在提高。例如，汽車信息娛樂系統(tǒng)電源既要求低電流——為微控制器(MCU)及傳感器供電(5 V、3.3 V，電流10～100 mA)，也需要大電流——為高性能處理器(DSP)及USB供電(5 V、3.3 V、1.2 V，電流0～3 A);而LED背光需要電壓12 V、電流低于1 A供電，其它設備(天線、風扇、電機、VFD顯示屏驅(qū)動等)還有其它電壓要求。

　　安森美半導體配合新趨勢的動力控制及車載娛樂解決方案

　　1. 動力控制方案

　　FlexRay™是車載網(wǎng)絡(IVN)應用快速興起的一項標準，正在替代當前基于控制器區(qū)域網(wǎng)絡(CAN)及本地互連網(wǎng)絡(LIN)的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸速率提升了一個數(shù)量級，而且可靠性更高，使下一代汽車能夠應用更先進的安全、動力系統(tǒng)及舒適機制。

　　安森美半導體擴充了汽車網(wǎng)絡產(chǎn)品陣容，推出了一款符合業(yè)界最新采用的FlexRay™ 通信協(xié)議的總線收發(fā)器IC——NCV7381。該器件是一款極強固的單通道器件，能夠提供高達10 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。這新器件完全遵從FlexRay™電氣物理層規(guī)范3.0.1版，在有線FlexRay™通信介質(zhì)及協(xié)定控制器/主機之間提供差分傳送及接收能力。 NCV7381的模式控制功能經(jīng)過了優(yōu)化，用于持續(xù)連接至汽車電池的節(jié)點。這器件提供低能耗工作及配合遠程喚醒檢測的低能耗模式接收器。NCV7381能夠采用5.5伏(V)至50 V電池供電電壓工作，可以集成在12 V及24 V汽車電源系統(tǒng)中。它在完整頻率范圍內(nèi)提供優(yōu)異的電磁耐受性(EMS)性能。

　　此外，多年來，安森美半導體已成為汽車點火領域公認的領先供應商，可提供強固及可靠的絕緣門雙極晶體管(IGBT)系列。為了持續(xù)加強該系列器件的性能，安森美半導體新近推出的第三代點火IGBT——NGB15N41A性能極佳，而且尺寸更小。隨著最新收購而添增的三洋半導體分部，安森美半導體用于點火應用的IGBT陣容進一步擴大。除了已有的系列IGBT器件，公司還在規(guī)劃一款用于點火應用的高集成度器件。該產(chǎn)品將IGBT功率器件與控制器集成在單個封裝中，可以用于筆形線圈點火應用。

　　此外，安森美半導體還將推出能夠在動力系統(tǒng)應用中驅(qū)動泵、散熱風扇或節(jié)氣閥的系列無刷直流(BLDC)電機驅(qū)動器(LV9901)，還有將控制器和電源段集成在單個功率封裝中(某種微型模塊)的模塊化封裝系列。今年5月，安森美半導體在歐洲的PCIM展會上展示了智能功率模塊(IPM)。結合公司的絕緣金屬基板技術(IMST)與寬廣的電源方案系列，以及在高能效電源管理的悠久專長和技術，安森美半導體提供創(chuàng)新的智能功率模塊系列和電源變頻器以及設計支持和制造能力。這些IPM方案性價比高，能夠用于太陽能供電及電動汽車等應用。

　　安森美半導體提供300 W至5 kW功率范圍的寬廣陣容高能效功率模塊，可配合廣泛的客戶應用，包括變頻器、升壓驅(qū)動器及電機驅(qū)動器?？蛻舨捎眉闪硕喾N內(nèi)置特性及智能功能的緊湊設計及小巧尺寸，能夠簡化設計，節(jié)省電路板空間，提升可靠性，同時減少其終端產(chǎn)品的元器件數(shù)量和總成本。

　　2. 信息娛樂系統(tǒng)方案

　　安森美半導體提供各種應用于信息娛樂系統(tǒng)電源的產(chǎn)品，概括起來主要有以下幾類。一類是線性穩(wěn)壓器(LDO)，用于電池及后級穩(wěn)壓，具有標準/低靜態(tài)電流、高電源抑制比(PSRR)/超低靜態(tài)電流，以及跟蹤器和電流檢測功能;第二類是豐富的開關電源(SMPS)產(chǎn)品，用于降壓及升壓控制器/穩(wěn)壓器，采用同步/非同步拓撲結構，提供高頻、低靜態(tài)電流和電池及后級穩(wěn)壓;第三類是電源管理單元(PMU)，以更高集成度優(yōu)化了尺寸/性能。這些產(chǎn)品都符合下一代尺寸及能效要求。