汽車控制單元和分立電子元件的重要性
加入技術(shù)交流群
Vishay是汽車市場(chǎng)用LED技術(shù)的世界領(lǐng)先者。除了PLCC-2表面安裝封裝類型外，Vishay 還開發(fā)了PLCC-3，它通過增加金屬接觸面積改進(jìn)了散熱性能。還有超小型封裝類型含MiniLED（尺寸接近PLCC-2的50%）、ChipLED（0603封裝）供有空間約束的設(shè)計(jì)使用。
節(jié)省空間的另一種方式是單一封裝提供具有多種顏色的LED。VISHAY的 PLCC-4允許把兩種或三種顏色的管芯置于單一封裝內(nèi)以取得顏色靈活性。節(jié)能是LED要解決的另一個(gè)重要問題，于是低電流、高亮度LED成為夜晚環(huán)境下和停車照明時(shí)的一種極好的選擇，這種時(shí)候需要在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉情況下，經(jīng)常性地由車輛電池來供電。對(duì)于通孔設(shè)計(jì)，還提供3MM、5MM以及集成電阻器（由用戶定義）LED。最為重要的是VISHAY能夠與客戶一起工作來提供顏色、波長(zhǎng)和亮度的最佳解決方案。
除了儀表組中顯見的元件外，構(gòu)成一個(gè)完整的解決方案還需要一定數(shù)量的附加無源與半導(dǎo)體元件，VISHAY為用戶提供寬范圍的元件選擇。對(duì)于驅(qū)動(dòng)LED，VISHAY擁有各種封裝、尺寸，以及技術(shù)如厚膜、薄膜與線繞等大范圍的電阻器可供選擇。如果可以，電阻陣列可用來代替多個(gè)電阻器，以節(jié)省板空間和降低占位成本。
Figure 1: Relative board space savings with resistor arrays. Basic resistor array diagram.
圖1 采用電阻陣列帶來的板空間節(jié)省。基本的電阻陣列框圖
在許多情況下，儀表組直接與車輛的電池連接，要求具有車輛甩負(fù)載保護(hù)(ISO 7637-2, 測(cè)試脈沖 5)和反向極性保護(hù)。VISHAY的專利PAR? 汽車TVS專為處理汽車環(huán)境中的甩負(fù)載脈沖而設(shè)計(jì)。對(duì)于反向極性保護(hù)，VISHAY提供有功率二極管。如果選擇使用一種功率MOSFET方案作為替代，那么VISHAY SILICONIX是P頻道MOSFET研發(fā)的領(lǐng)先技術(shù)可供參考。
一個(gè)挑戰(zhàn)性的任務(wù)——支持現(xiàn)代傳動(dòng)系統(tǒng)
高效發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)需要監(jiān)控排廢（氣體循環(huán)）系統(tǒng)內(nèi)和周圍的傳感器的多種信號(hào)：λ傳感器、NOx傳感器、溫度傳感器以及空氣量傳感器。它們能夠幫助降低發(fā)動(dòng)機(jī)的有害排放。燃噴油量需要由現(xiàn)代的噴油器（壓電噴油器）與點(diǎn)火系統(tǒng)（激光點(diǎn)火）來減低和得到更好地控制。這將降低柴油或Otto發(fā)動(dòng)機(jī)（四沖程往復(fù)點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)）近15%-20%的排放，并將增加發(fā)動(dòng)機(jī)效率約7%。
噴油閥驅(qū)動(dòng)器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、反向極性保護(hù)、升壓轉(zhuǎn)換器以及溫度傳感器是這種任務(wù)的主要功能單元?，F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)管理還包括在最佳工作溫度下運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)。傳統(tǒng)水泵的能耗是1.5 kW，通過使用新款僅重2 kg的水泵能耗可以降低到0.2 kW，這樣在每個(gè)起動(dòng)階段發(fā)動(dòng)機(jī)效率可以降低燃油消耗約0.5升。Vishay提供ChipFET? MOSFET、電流檢測(cè)電阻器、高溫NTC傳感器，以及其它發(fā)動(dòng)機(jī)控制元件。
共軌壓電直列式噴油器對(duì)于降低排放、降低燃油消耗以及發(fā)動(dòng)機(jī)降噪都十分重要。但高效和（超）快速控制電子裝備需要高的電壓。壓電致動(dòng)器要求250 V的快速切換。最適于這一要求的是Vishay的30V TrenchFET?技術(shù)，以及Vishay IHLP 功率傳感器，它用于升壓轉(zhuǎn)換器。
和噴油控制幾乎同等重要的是質(zhì)量流量與節(jié)氣閥控制，Vishay提供運(yùn)動(dòng)傳感器和NTC/PTC溫度傳感器用于這些應(yīng)用。一體式的起動(dòng)器—發(fā)生器和混合傳動(dòng)將在未來得到應(yīng)用，以使汽車更加高效和降低排放。在全混合汽車中，電機(jī)提供基本的傳動(dòng)，排放大為降低。如果駕駛員要求更多功率，內(nèi)燃機(jī)會(huì)切換使用以支持其需求并載入電池。這將大大降低燃油消耗，尤其是在停停走走的交通路況時(shí)。
為控制和驅(qū)動(dòng)這種技術(shù)，電子電路就需要高電壓、高溫度和耐受脈沖元件——如功率MOSFET、膜電容器、電流檢測(cè)電阻器、瞬間電壓抑制二極管，功率肖特基二極管，以及混合陶瓷安裝的金端接高功率電感器。用于諸如兩模式和適度混合汽車上的新技術(shù)將額外改善燃油消耗15%。42V板網(wǎng)絡(luò)（42-V board nets ）是擴(kuò)展的功率要求和混合技術(shù)的答案。它們將進(jìn)一步降低線纜和連接器的重要，改進(jìn)功率的效用性，并使汽車設(shè)計(jì)工程師能夠使用X-by-wire技術(shù)，將更多的舒適和安全性電子裝備置于車輛中。在通常的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，駕駛員會(huì)感覺到任何阻止車輪轉(zhuǎn)向的阻力。但是，X-by-wire系統(tǒng)所具備的不同的操控特性需要使用新的分立傳感器技術(shù)如用于軸向轉(zhuǎn)矩的光角度傳感器、應(yīng)力傳感器，用于電機(jī)的高電流傳感器和快速開關(guān)器件，以及制動(dòng)器，以為電子系統(tǒng)和駕駛員提供回饋。
過去幾十年的發(fā)展業(yè)已證明，復(fù)雜電子裝備在汽車中的使用是呈指數(shù)式增長(zhǎng)的。盡管車輛中微控制器能力增加，數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)復(fù)雜化，但分立電子元件是需要用來提供增強(qiáng)的傳感器功能性和執(zhí)行由控制器發(fā)出的命令的。分立元件必須勝任在苛刻環(huán)境中工作，必須處理增加的功率，必須更快更動(dòng)態(tài)地響應(yīng)微控制器邏輯。傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)記錄、信號(hào)條件、能量存儲(chǔ)能力、EMI過濾、高功率整流、開關(guān)和傳輸，以及敏感性微電路的保護(hù)等仍需要采用分立電子元件，其重要性無可取代。(end)
評(píng)論