瑞薩電子推出新系列低導(dǎo)通電阻的智能功率器件來替換汽車應(yīng)用中的繼電器，以減輕車輛重量

　　全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商瑞薩電子株式會(huì)社)，，于今日宣布推出用于汽車電機(jī)和加熱器控制應(yīng)用的六款智能功率器件(IPD)。與電子控制裝置(ECU)中通斷電流的機(jī)械繼電器相比，這些器件可提供極可靠、高性能解決方案。

　　IPD是指在執(zhí)行保護(hù)功能和自診斷功能的單封裝控制電路中集成的電源IC器件，但功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)開關(guān)元件除外。IPD具有緊湊、輕量和功率高效的特點(diǎn)，且不受影響機(jī)械繼電器的接觸磨損限制，從而形成帶自保護(hù)功能的高度可靠系統(tǒng)。

　　之前，大多數(shù)ECU將繼電器用作其驅(qū)動(dòng)電路中的開關(guān)元件，使用約100個(gè)繼電器的普通汽車也是如此。從機(jī)械繼電器向半導(dǎo)體開關(guān)的轉(zhuǎn)換始于照明控制等應(yīng)用，且這一趨勢正逐漸擴(kuò)展至其它汽車系統(tǒng)，如電機(jī)和加熱器控制，從而擴(kuò)大了對(duì)高度可靠和高性能半導(dǎo)體開關(guān)器件的需求。

　　最近，日本和其它國家更嚴(yán)格的環(huán)境管控促使制造商加快了提高燃料效率的努力，從而亟需滿足減輕車輛重量、設(shè)計(jì)更緊湊和更輕質(zhì)的ECU以及低功耗的要求。

　　但由于機(jī)械繼電器在繼電器盒(也稱作接線盒)中維護(hù)，當(dāng)確定好線束敷設(shè)且配置位置受限時(shí)，制造輕型車輛會(huì)變得更加困難。接線盒負(fù)責(zé)車輛內(nèi)的功率分布，其中裝有多個(gè)機(jī)械繼電器。

　　這種情況導(dǎo)致如下需求不斷增長，即解除繼電器盒中的布置限制，并通過配置帶半導(dǎo)體開關(guān)和自保護(hù)功能的繼電器盒，使線束敷設(shè)具有更大靈活性。

　　但常規(guī)半導(dǎo)體開關(guān)已不適用于處理大電流，妨礙了之前對(duì)半導(dǎo)體繼電器盒的研發(fā)。因此，使用常規(guī)半導(dǎo)體開關(guān)時(shí)很難處理高電流負(fù)荷。

　　多年來，瑞薩電子已推出用于汽車車身應(yīng)用的IPD，它有助于實(shí)現(xiàn)緊ECU緊湊/輕量、高性能和低功耗的性能。瑞薩電子已利用其長期經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)，生產(chǎn)出支持大電流應(yīng)用的低導(dǎo)通電阻和高故障容差的新型IPD。

　　新型IPD的關(guān)鍵特性：

　　4 (1) 低導(dǎo)通電阻的損耗降低，且具有高可靠性，適合廣泛的大電流應(yīng)用

　　之前，使用機(jī)械繼電器或并聯(lián)連接的多個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)來處理大電流應(yīng)用中的切換。新型IPD集成了瑞薩的低損耗技術(shù)、新制造工藝和2μm的電芯，可實(shí)現(xiàn)1.6 m?的導(dǎo)通電阻(RAJ280002，Tch = 25°C時(shí)的典型值)。這樣促使人們?cè)诖箅娏鲬?yīng)用中采用此新產(chǎn)品，此外新設(shè)備可以采用它來替換常規(guī)機(jī)械繼電器，不但能夠減小安裝區(qū)域，還有助于實(shí)現(xiàn)更小、更輕型的ECU。作為固態(tài)設(shè)備，IPD具有極高的可靠性和性能水平，可進(jìn)行高達(dá)1億次切換操作而不會(huì)發(fā)生退化。相較于典型機(jī)械繼電器中約1000萬次的循環(huán)，IPD性能大大增強(qiáng)。

　　4 (2) 低電源電壓和內(nèi)置診斷功能，為導(dǎo)通電阻特性提供了保障

　　μPD166033是瑞薩早期的設(shè)備，當(dāng)電源電壓降至4.5V，它會(huì)切換至關(guān)閉狀態(tài)，從而發(fā)揮防止故障的保護(hù)功能。新型IPD包含增強(qiáng)功能，即當(dāng)從電池獲得的電壓暫時(shí)下降(如啟動(dòng)電機(jī)啟動(dòng))時(shí)，這種IPD可提供持續(xù)操作支持。在3.2V的電源電壓條件下，其具有良好的導(dǎo)通電阻特性，這一點(diǎn)使得IPD可用于起動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)可能發(fā)生故障的應(yīng)用，如驅(qū)動(dòng)器在紅色尾燈亮?xí)r關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)以防止發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的情況。IPD同時(shí)也具有內(nèi)置診斷功能和相稱的負(fù)荷感應(yīng)功能。當(dāng)檢測到負(fù)荷條件異常時(shí)，它可以清楚確定標(biāo)記為系統(tǒng)/控制器的故障信號(hào)。因?yàn)榭梢垣@得模擬電流感應(yīng)饋電，所以無需添加額外的負(fù)荷電流傳感元件。

　　4 (3) 出色的故障容差，有助于開發(fā)更小、更廉價(jià)的ECU

　　在使用電機(jī)和螺線管等電感負(fù)載(L負(fù)載)的應(yīng)用中，當(dāng)設(shè)備從接通狀態(tài)轉(zhuǎn)為關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，聚集在L負(fù)載中能量產(chǎn)生的反電動(dòng)勢會(huì)損壞或破壞設(shè)備。新型設(shè)備的RAJ280002具有對(duì)此能量的抵御能力(有源箝位公差(EAS))從可比瑞薩早期設(shè)備的260mJ達(dá)到1700mJ，從而擴(kuò)大了新型IPD用于大電流應(yīng)用的范圍。在一些應(yīng)用中，可能不需要作為外部保護(hù)元件的飛輪(再生)二極管，這樣有助于開發(fā)更緊湊的ECU并降低系統(tǒng)的總成本。

　　價(jià)格和供貨情況

　　現(xiàn)已可定購新型IPD的樣品。價(jià)格因產(chǎn)品型號(hào)而異。RAJ280002的定價(jià)為每件4美元。計(jì)劃自2017年1月開始量產(chǎn)，預(yù)計(jì)到2018年1月月產(chǎn)量可達(dá)到85萬件。(價(jià)格和供貨情況如有變更，恕不另行通知。)

　　請(qǐng)參閱規(guī)格表(PDF：78KB)了解新型IPD的主要規(guī)格。