針對汽車應(yīng)用的高能效解決方案

當(dāng)今，隨著西方汽車市場需求的復(fù)蘇以及發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體車輛數(shù)目的持續(xù)增長使燃料消耗和污染不斷增加，政府和制造商都在積極探索改善燃油經(jīng)濟(jì)性以節(jié)約能源、減少排放的途徑，汽車中越來越多的電子功能也使半導(dǎo)體元件在車輛中的比重不斷激增。面對環(huán)保和豐富消費者體驗的雙重挑戰(zhàn)，半導(dǎo)體制造商正在利用其技術(shù)專長開發(fā)各種符合汽車規(guī)范的解決方案。
汽車應(yīng)用的挑戰(zhàn)

　　汽車電子市場一直是半導(dǎo)體工業(yè)的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，今天的汽車已不再只是一種交通工具，對安全、舒適和多種功能的需求使電子產(chǎn)品在整車中的成本比例不斷上升。最近幾年，中國汽車市場連續(xù)兩位數(shù)的強(qiáng)勁增長勢頭更引起了半導(dǎo)體廠商的關(guān)注。

　　但是，汽車應(yīng)用使用的器件與普通工業(yè)應(yīng)用要求不同，更加難以滿足。由于汽車應(yīng)用的特殊性，其中的電子產(chǎn)品對于整車的安全和可靠性影響很大，因此對電子元件制造商來說，一方面要在產(chǎn)品的設(shè)計和制造等方面更加注重可靠性等指標(biāo)的認(rèn)證，另一方面也需要供應(yīng)商在零部件的篩選等環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，保證配套產(chǎn)品符合可靠性和性能等方面的要求。

安森美半導(dǎo)體的高能效汽車半導(dǎo)體解決方案

　　汽車是安森美半導(dǎo)體的關(guān)鍵應(yīng)用市場之一，廣泛的產(chǎn)品包括電源管理、保護(hù)、處理、信號調(diào)節(jié)及控制等。這些用于汽車的器件均通過了AEC認(rèn)證及生產(chǎn)器件批準(zhǔn)程序（PPAP），確保了安森美半導(dǎo)體的元件符合設(shè)計規(guī)范，客戶也可以達(dá)到期望的質(zhì)量水平。安森美半導(dǎo)體對汽車市場的承諾不僅是交付產(chǎn)品，而是確保制造和質(zhì)量符合業(yè)界對可靠性和強(qiáng)固性的要求。2009年，安森美半導(dǎo)體交付了超過29億顆芯片，缺陷率不到120 ppb（十億分之一）。

　　安森美半導(dǎo)體擁有40多年為汽車電子系統(tǒng)提供產(chǎn)品的悠久歷史和豐富經(jīng)驗，擁有寬廣陣容的強(qiáng)固及創(chuàng)新的高能效集成器件，有助于減少排放，節(jié)省燃油，改善照明、安全、連接和信息娛樂供電系統(tǒng)?，F(xiàn)就車載網(wǎng)絡(luò)、汽車照明及引擎管理和動力總成三方面的方案作介紹。

　　圖1：安森美半導(dǎo)體汽車電子解決方案分布圖。

1. 車載網(wǎng)絡(luò)方案

　　車載網(wǎng)絡(luò)（IVN）應(yīng)用需要盡可能地降低成本及減小占用的空間，同時提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和長期可靠性，因此需要提高元器件的集成度。安森美半導(dǎo)體的IVN器件非常多，包括用于本地互連網(wǎng)絡(luò)（LIN）和控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）的各種收發(fā)器。例如，安森美半導(dǎo)體的NCV7420集成了線性穩(wěn)壓器及LIN收發(fā)器，有效地節(jié)省PCB板空間，又可為MCU單獨供電，有效抑制其它模塊對MCU電源的干擾。

　　又例如安森美半導(dǎo)體針對IVN應(yīng)用的單線LIN收發(fā)器AMIS-30600，可以作為協(xié)議控制器和物理總線之間的接口，特別適合驅(qū)動汽車和工業(yè)應(yīng)用中的LIN系統(tǒng)總線，也可用于標(biāo)準(zhǔn)ISO9141系統(tǒng)。為了減少電流消耗，AMIS-30600提供了待機(jī)模式。該收發(fā)器采用I2T100技術(shù)，將高壓模擬電路和數(shù)字功能集成在同一個芯片上，通過故障情況的無限短路保護(hù)功能，為滿足當(dāng)前的IVN要求提供了一種超安全的解決方案。

　　最近，安森美半導(dǎo)體推出了一款功能豐富的本地LIN收發(fā)器NCV7321。它可在低數(shù)據(jù)率IVN應(yīng)用中作為LIN協(xié)議控制器與物理總線之間的接口。NCV7321具備極佳的電磁兼容性（EMC），以及高達(dá)13 kV的強(qiáng)固系統(tǒng)級靜電放電（ESD）性能，不需要外部ESD元件，功耗也更低，非常適合汽車應(yīng)用的嚴(yán)苛環(huán)境。

　　NCV7321采用安森美半導(dǎo)體創(chuàng)新的I3T技術(shù)及智能電源技術(shù)，使高壓及敏感的數(shù)字技術(shù)能夠共存于同一芯片。它符合LINv2.1和J2602規(guī)范，具備與AMIS-30600相同的功能，但引腳輸出不同，為客戶提供了符合現(xiàn)有LIN收發(fā)器的替代產(chǎn)品。該器件采用高密度、節(jié)省空間的SOIC-8封裝，典型應(yīng)用包括多種車身電子功能和舒適功能應(yīng)用，如遙控車門開鎖接收器、車窗和遮陽罩升降器、報警器、電動視鏡及座椅調(diào)節(jié)器，以及電子轉(zhuǎn)向鎖和輪胎監(jiān)測電子控制單元（ECU）等其它功能。

　　NCV7321的突出特點是最大限度滿足了汽車的省電目標(biāo)，休眠模式下的電流消耗僅為10 μA。其它關(guān)鍵特性包括熱關(guān)閉、模糊短路保護(hù)及45 V負(fù)載突降保護(hù)。圖2顯示了基于NCV7321 LIN收發(fā)器的典型電路。值得一提的是，該器件支持-45 V至45 V的電壓范圍，可承受額定5 kV的ESD脈沖，提供了強(qiáng)大的保護(hù)功能。

　　圖2：基于安森美半導(dǎo)體NCV7321的典型LIN電路。

　　LIN總線以低速率（最高20 kBaud）傳送控制設(shè)備的數(shù)據(jù)，如車門鎖、后視鏡、汽車座椅和天窗等對時間要求不嚴(yán)格的功能。LIN總線協(xié)議的每個節(jié)點只使用單線，最大限度降低了布線成本。安森美半導(dǎo)體提供的產(chǎn)品符合美國（SAE J2602-2）和歐洲（LIN物理層規(guī)范修訂版2.1）標(biāo)準(zhǔn)。NCV7321為世界領(lǐng)先汽車供應(yīng)商將LIN融入汽車提供了新的選擇。這種具有更低功耗和系統(tǒng)成本的LIN收發(fā)器對各種現(xiàn)有及未來的汽車應(yīng)用極具吸引力。

　　此外，安森美半導(dǎo)體還提供獨立的CAN收發(fā)器，其最新一代產(chǎn)品NCV7340代表了業(yè)界領(lǐng)先的電磁性能（ESD和EMI）。這些器件在設(shè)計上采用了I3T技術(shù)，提供了故障率以ppb為單位衡量的高可靠、高品質(zhì)元件。