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👉适用于 48 V 和 12 V 系统的 MOSFET
从传统汽车内部的简单电子控制器, 到电动汽车的安静驱动, MOSFET 在汽车的引擎盖下扮演着至关重要的角色。小巧但强大的硅分立器件可有效控制电动机、 确保电池充电、 分配电力, 以及保障系统安全。安森美 (onsemi)为 12 V和 48 V 应用提供种类众多的 LV 和 MV MOSFET, 设计人员可以从提供不同特性的多种器件技术中自由选择。
👉T10 MOSFET 技术:40 V 和 80 V 低压和中压 MOSFET
T10 是安森美继 T6 和 T8 成功之后推出的新型技术节点。T10-M 采用特定应用架构, 具有极低的 RDS(ON) 和软恢复体二极管, 专门针对电机控制和负载开关进行了优化。另一方面, T10-S 专为开关应用而设计, 更加注重降低输出电容。虽然会牺牲少量的 RDS(ON), 但整体效率更好, 特别是在较高频率时。
图 1:T10 MOSFET 的典型封装
TCPAK57, MOSFET 封装顶部露出漏极。
👉栅极驱动器 – 通过高效开关降低功率损耗
栅极驱动器设计在有效降低 48 V 汽车系统的功率损耗方面发挥着重要作用。面向 48 V 应用的安森美栅极驱动器可以将MOSFET 栅极快速充电和放电, 从而显著降低损耗。
• FAD3151MXA 和 FAD3171MXA 是 110 V、 2.5 A 多功能单通道车用浮栅驱动器, 适合驱动高达 110 V 的高速功率MOSFET。
• NCV51513 和 NCV51511 是车用高侧和低侧栅极驱动器, 具有高驱动电流能力和选项, 针对 DC-DC 电源和逆变器进行了优化。驱动器设计用于以半桥或同步降压架构驱动 MOSFET。
器件制造商提供的高质量模型可以为您带来诸多优势:
• 加速设计迭代:对电路性能进行虚拟仿真, 无需实际构建和测试多个原型。这可以节省您宝贵的开发时间和资源。👉低功耗 DC-DC 转换
NCV8730 宽输入电压范围 LDONCV8730 是新一代 CMOS LDO 稳压器, 支持高达 38 V 的输入电压和 150 mA 的输出电流。仅 1 µA 的超低静态电流使该器件成为“始终开启” 应用的理想方案。此外还提供出色的负载/线路瞬态调节功能, 以及可复位 MCU 的输出Power-Good 功能。可用封装:TSOP-5 和 WDFN-6。
•支持汽车瞬变响应
•可抑制浪涌电流以保护 IC
•提供固定和可调电压选项:1.2 V 至 24 V
•非常适合“始终开启”的应用
•可复位 MCU 以避免故障
•输出电流为 150 mA、输出电压为 3.3 V 时,典型压降为 290 mV
👉NCV68261 理想二极管和高侧开关 NMOS 控制器
NCV68261 是一款极性反接保护和理想二极管 NMOS 控制器, 具有可选高侧开关功能, 其损耗和正向电压均低于功率整流二极管和机械功率开关, 可替代后二者。该器件设计用于调节和保护汽车电池, 工作电压 VIN 最高可达 32 V, 并且可以抵御高达 60 V 抛负载(负载突降) 脉冲。
该控制器可通过漏极引脚轻松控制, 支持理想二极管工作模式和极性反接保护工作模式。欲了解有关极性反接保护和理想二极管应用的更多信息, 请参阅应用手册:AND90146 - 正确选择 MOSFET 以实现极性反接保护。
👉线控转向 – 应用示例
交通运输的未来在于先进驾驶辅助系统 (ADAS) 和潜力十足的全自动驾驶汽车。这些系统采用 48 V 电压供电, 因为需严重依赖电力来驱动如下等高耗电配件:
• 电动转向:电机取代传统的液压动力转向系统, 提升响应能力和燃油效率。
• 电子线控系统:电子线控 (X-by-Wire) 是线控转向和线控制动系统的通用名称。这些系统用电信号控制取代传统的机械连杆(方向盘、 刹车踏板) , 为自动驾驶汽车开发提供了更大的灵活性。
然而, 电子线控也对可靠性、 功能安全和冗余度提出了更高的要求。与 12 V 系统相比, 48 V 系统可使线控转向等高峰值负载装置的冗余执行器更轻、 更具性价比。
每辆汽车都依靠电路网络为前灯、 收音机等各种组件供电。汽车保险丝可保护这些电路和下游负载免受过电流的影响并防止火灾危害。保险丝的运行原理简单但至关重要。它们包含一个经过校准的灯丝, 给定时间内 (I 2 t) 若电流过大,该灯丝会熔化, 进而使电路开路并中断电流。所选择的灯丝材料及其横截面积决定了保险丝的额定电流。
保险丝烧断后, 必须更换才能恢复工作。汽车的保险丝盒通常含有 40 多个一级和二级保险丝。使用受保护的半导体开关取代传统保险丝, 为低压电网的区域控制架构带来了关键优势。安森美提供 eFuse、 SmartFET 和理想二极管等器件。
具体优势包括:
•由 MCU 控制连接和断开。
• 可复位,跳闸后无需更换保险丝。灵活的保护方案和阈值。• 体积较小,可集成到区域控制架构。
•可以向控制器报告诊断和状态;内置功能安全(FuSa)特性并可实现合规性。
NIV3071是一款 60 V DC 、 65 V TR 电子保险丝, 在一个封装中集成了 4 个独立通道。eFuse 支持高达 10 A 的连续输出电流。小型 5x6 mm 封装。每个集成 eFuse 都有固定的软启动时间。所有通道共用的可配置电流限制。该器件还具有控制和状态监测引脚, 适用于 12 V 至 48 V 的广泛汽车应用。
48 V 系统中的系统冗余
如果单个器件发生故障, 冗余元件可作为备用, 防止整个系统中断。这对于安全攸关的系统(例如控制制动、 转向和安全气囊的系统) 尤其重要。汽车环境面临各种挑战, 包括振动、 温度波动、 潜在器件故障和短路风险。实施冗余元件有助于提高车辆电气架构的整体稳健性。安森美为48V应用提供了Si MOSFET、栅极驱动器、eFuse等方案,扫码下载白皮书查看完整内容。
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