車用智能功率器件重塑次級市場

圖4 通用負載控制器

• 低電流4A(主要用于LED和單燈絲標志照明)

• 中等電流20A(用于燈飾照明、儀器和輔助電源)

• 高電流10A至30A(用于更高功率照明和設備電源)

• 高電流電機驅動35A(用于在單向半橋和雙向全橋操作中的調速冷卻風扇和泵)

想象一種應用(比如：小型船只)，在船上單向電機輸出用于驅動艙底的風機和艙底的水泵。雙向電機輸出可用于功率調節(jié)操作。剩余的電源開關可用于船塢照明、泊船照明、駕駛艙照明、壓力計電源、油泵、雨刮器、汽笛和所有其他低電壓負載。

表1：飛兆智能功率產(chǎn)品

這些相同的負載類型和功能對于允許重復使用大量設計塊的功能性器械、RV系統(tǒng)以及園林機械等而言是類似的。

由于所有智能功率器件的關斷狀態(tài)漏電電流設計為最小，因此圖4中的Vbat電源在某些應用中可直接與電池系統(tǒng)連接。

常見的負載類型和設計問題

電阻性——主要顯電阻性的典型負載可在不新增元件的情況下驅動。這就允許實現(xiàn)白熾燈和LED照明的脈寬調制(PWM)。

電感性——如果未抑制的電感尖峰(UIS)處于該器件的額定范圍內，電感負載(比如：電磁閥)就可在不新增元件的情況下驅動。

直流電機——對于非PWM驅動的電機，高邊開關通常可替換繼電器。關斷過程中的應力可能要求使用其他元件，比如一個再循環(huán)路徑或MOV。

可調直流電機——對于使用P/N半橋的可調電機控制解決方案必須考慮PWM頻率、要求的上升和下降時間以及效率問題。開關頻率會影響輻射和PWM的準確性。PWM以及上升和下降時間會影響開關損耗(效率)。由于P/N器件的拓撲結構，如果需要反向電池保護，那么會要求使用其他的外置元件。

供電——輔助供電，輔助系統(tǒng)通常按電流負載處理。浪涌電流過大可能會要求采用軟啟動或重試策略。

負載線路——在任何情況下，線規(guī)必須要考慮，那就是智能功率器件的自治式短路保護限制。

智能功率負載控制最常見的設計問題之一就是反向電池電壓。通常情況下，照明不要求反向電池電壓保護。

必須分別仔細檢查其他負載的反向電池兼容性和保護。在Vbat電源中使用P溝道MOSFET或繼電器的反向電池結構的優(yōu)先級大于在智能功率器件中使用。常見于所有電路且要求反向電池保護的功率繼電器還可提供“零關斷狀態(tài)”耗電量。對于長期未使用的設備而言，這個問題可能需要特別關注。

飛兆半導體的產(chǎn)品針對次級市場上的低電壓配電和負載控制可提供完整的解決方案。高邊開關包括：

采用DPak 5引腳封裝的FDDS100H06單片器件非常適用于10W左右的白熾燈、LED標志照明以及低電流電磁閥。

分別采用DPak 5引腳和D2Pak 7引腳封裝的FDDS10H04和FDBS09H04是片芯堆疊器件，能夠處理較高的負載電流，具有成比例負載監(jiān)控功能。

采用D2Pak 7引腳封裝的FAN7093設計用于處理高達35A的直流電機的可調PWM驅動。它通過具有競爭力的產(chǎn)品獲得改進，這些產(chǎn)品具有較高的工作頻率，灌電流和源電流與電流輸出成正比。

所有飛兆車用智能功率開關均符合AECQ101標準并且工作溫度為-40℃至150℃。設計支持包括產(chǎn)品資料、應用指南和現(xiàn)場應用工程。