運(yùn)用MOSFET實(shí)現(xiàn)完美安全系統(tǒng)

　　車上所使用的燈泡到繼電器、從LED顯示照明到起動(dòng)馬達(dá)，許多組件的多元應(yīng)用，不僅提供了各式各樣的高負(fù)載性、低成本效益的解決方案，另外也必須兼具注重安全性汽車所要求的通訊及診斷能力。因此，為了增加車上電子系統(tǒng)的可靠性及耐久性，除了降低維修成本之外，設(shè)計(jì)人員在功率器件中加入故障保護(hù)電路，才能避免組件發(fā)生故障，降低電子系統(tǒng)所造成損害。

　　另外，在一般汽車行駛的情況下，一旦出現(xiàn)了車上的組件出現(xiàn)故障狀況，將導(dǎo)致汽車上的電路系統(tǒng)發(fā)生短路，或電源無法供電。在遠(yuǎn)程傳感器中采用車用金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor；以下簡(jiǎn)稱MOSFET）組件技術(shù)后，將能適時(shí)地保護(hù)發(fā)生故障的組件，或者在汽車線束及故障組件之間形成一個(gè)很高的阻抗，降低故障的發(fā)生率。

　　車用MOSFET組件與自我保護(hù)技術(shù)

　　新車型的設(shè)計(jì)在某種程度上依賴電子電路的設(shè)計(jì)，用來降低成本、提高可靠性及豐富功能，另一方面也隨著電氣及電子系統(tǒng)不斷地增加，以及它們占大部分汽車成本和重量的現(xiàn)實(shí)情況，使得電路保護(hù)設(shè)計(jì)成為設(shè)計(jì)工作中的一個(gè)關(guān)鍵因素。因此，為了汽車上組件適用性的問題，一般汽車組件的設(shè)計(jì)工程師大都會(huì)使用外部傳感器、分立電路或者是使用軟件來加以因應(yīng)。不過，以目前的發(fā)展趨勢(shì)來看，隨著技術(shù)持續(xù)的發(fā)展，MOSFET這可歸類在多載式導(dǎo)電的單極型電壓控制組件，除了具有高頻率性能、輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)功率小、熱穩(wěn)定性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)之外，還能使功率組件更能夠符合最低的系統(tǒng)成本，藉以達(dá)到更為優(yōu)異的故障自我保護(hù)系統(tǒng)。因此，大部分的設(shè)計(jì)人員轉(zhuǎn)而采用具有保護(hù)作用的MOSFET功率組件來完成。

　　圖說：一般的汽車電路系統(tǒng)架構(gòu)，大致上可簡(jiǎn)單分為嵌入式與便利端口等兩種形式，而目前所使用的技術(shù)規(guī)范中，定義了MOSFET組件的技術(shù)規(guī)范。（資料來源：泰科電子）

　　在過去這幾年當(dāng)中，在汽車內(nèi)、外部安裝了電子設(shè)備，藉以控制汽車主體功能的汽車廠商持續(xù)地快速增加，使得車用半導(dǎo)體的應(yīng)用數(shù)量也有顯著的提升。而在復(fù)雜的車用電子系統(tǒng)中，幾乎所有使用的功率組件除了要能因應(yīng)環(huán)境快速的變化之外，在面對(duì)到電子產(chǎn)品關(guān)閉瞬間電流，及負(fù)載切斷電源故障所引起的高壓變化時(shí)，能有其因應(yīng)之道。

　　另外，還有一點(diǎn)就是當(dāng)車內(nèi)的環(huán)境工作溫度一旦超過100℃∼120℃的時(shí)候（如：引擎室、輪胎周圍等），很容易就會(huì)產(chǎn)生組件結(jié)溫的情形，進(jìn)而影響到組件的可靠度及其它可能發(fā)生故障的問題。還有一個(gè)問題就是車上復(fù)雜的線束問題，在車用線束中有許多的連接器，因?yàn)槠嚿嫌性絹碓酱蠊β市枨?，即便是在一般的?yīng)用條件下，組件所要承受的壓力相對(duì)提高，也很有可能造成組件電氣連接發(fā)生間斷性的故障問題。

　　為了使汽車能具有更大的電流需求，以因應(yīng)目前的潮流，使得汽車半導(dǎo)體廠商必須開發(fā)電源MOSFET組件技術(shù)，以降低電流流動(dòng)時(shí)的電阻值，使得目前 MOSFET在車用電子、電力系統(tǒng)中，已有越來越多的應(yīng)用，也不難看出其重要性?，F(xiàn)階段，除了滿足車上多變的應(yīng)用環(huán)境之外，還得要順應(yīng)國(guó)際組件的標(biāo)準(zhǔn)需求，達(dá)到更有效率的能量利用率，以及最低成本的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，才能進(jìn)一步符合汽車市場(chǎng)對(duì)于功率組件的要求。因此，車用電子設(shè)計(jì)工程師在為汽車電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)的同時(shí)，除了適宜性、可靠性及耐久性等產(chǎn)品本身的問題之外，還必須要面到各式各樣艱難的技術(shù)問題。

　　圖說：隨著電力需求的增加，提高了線束的復(fù)雜度，增加了對(duì)汽車的電線、重量以及封裝的限制。因此，每條電氣線路都要求針對(duì)短路和過載提供充足的電路保護(hù)措施，雖然，每個(gè)電氣負(fù)載理論上都可采用自身專用的熔斷器進(jìn)行保護(hù)，但是熔斷器在熔斷后必須進(jìn)行更換。（資料來源：www.neowin.net）

　　汽車電子系統(tǒng)中還有哪些問題尚待解決

　　◎車上系統(tǒng)的短路故障問題

　　一般來說，在汽車上最常見，也最麻煩的故障問題，就是汽車電路系統(tǒng)「短路」的故障問題，這是因?yàn)槠囋陔娫磫?dòng)或關(guān)閉的過程中，很容易就會(huì)產(chǎn)生短路組件，而這類型的故障形式，例如：負(fù)載間的短路、開關(guān)間的短路或電源接地的短路故障。這么說好了，在汽車上所產(chǎn)生短路故障大部分是屬于間歇性，也就是說在很短時(shí)間內(nèi)，有可能就會(huì)產(chǎn)生很多種不同的發(fā)生狀況；因此，可以利用MOSFET組件來解決車上電路系統(tǒng)短路的問題。