安森美半導(dǎo)體高效節(jié)能汽車電子方案配合發(fā)展趨勢(shì)

        近年來，在市場(chǎng)增長(zhǎng)和消費(fèi)者購車習(xí)慣轉(zhuǎn)變的推動(dòng)下，汽車制造商越來越趨向于采用更復(fù)雜的電子元器件來增加新的舒適/使得功能，同時(shí)致力于節(jié)能減排以配合更嚴(yán)格排放法規(guī)需求。身為應(yīng)用于高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供應(yīng)商，安森美半導(dǎo)體積極推出強(qiáng)固及創(chuàng)新的高能效汽車解決方案，減少廢氣排放，提高燃油經(jīng)濟(jì)性、增強(qiáng)動(dòng)力系統(tǒng)、照明、安全、車載網(wǎng)絡(luò)和信息娛樂系統(tǒng)的性能和可靠性。

　　汽車電子發(fā)展趨勢(shì)

　　從總體上看，平均每輛汽車中的半導(dǎo)體成分在增高。其中北美、歐洲和日韓等傳統(tǒng)汽車市場(chǎng)的平均每輛汽車半導(dǎo)體成分是中國(guó)汽車的2倍，另一方面，這也顯示出中國(guó)等新興市場(chǎng)的汽車電子發(fā)展空間非常廣闊。

　　在各類汽車應(yīng)用市場(chǎng)中，動(dòng)力系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)等尤為引人注目。其中，在汽車動(dòng)力系統(tǒng)方面，目前存在由相同目標(biāo)推動(dòng)的兩個(gè)重要趨勢(shì)：高能效及更清潔的汽車。世界各國(guó)政府機(jī)構(gòu)正在推動(dòng)相關(guān)提案及法規(guī)，迫使汽車OEM設(shè)法減少燃油消耗及廢氣(二氧化碳、NOx等)排放。工程師們需要極具創(chuàng)意，使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)汽車提供更佳的燃油經(jīng)濟(jì)性;讓新一代混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車更加節(jié)能。

　　上述趨勢(shì)有賴于電子電路來配合開發(fā)更清潔及更高能效的汽車。從半導(dǎo)體的角度看，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)汽車與混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)估計(jì)的半導(dǎo)體成分之比為1:5。從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向使用電動(dòng)機(jī)將提升汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)槠噷⑹褂秒娏眚?qū)動(dòng)。由于石油價(jià)格及高性價(jià)比電池技術(shù)及基礎(chǔ)設(shè)施的就緒等因素，預(yù)計(jì)約在2025年汽車內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)將大規(guī)模轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)。

　　與此同時(shí)，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)汽車將繼續(xù)提升能效，但一鍵啟動(dòng)/停止交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、更智能的噴射驅(qū)動(dòng)器IC等某些附加技術(shù)將有賴于更精確的傳感器信號(hào)和汽車工程師更深入的系統(tǒng)專長(zhǎng)。發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸的減小將以更智能的渦輪增壓技術(shù)予以補(bǔ)償。最終，部分或完全混合設(shè)計(jì)的汽車將幫助提升加速時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)能效，以電動(dòng)力替代通常相當(dāng)耗油的熱動(dòng)力。

　　車載信息娛樂應(yīng)用方面的挑戰(zhàn)是整車企業(yè)必須考慮如何將更多的軟件和硬件內(nèi)嵌到汽車之內(nèi)，把汽車變成一個(gè)新的移動(dòng)設(shè)備;還要用集成實(shí)現(xiàn)最小化，集中精力實(shí)現(xiàn)的汽車與其他設(shè)備之間的最好聯(lián)通，如手機(jī)、智能電話以及其他的消費(fèi)電子設(shè)備。而且對(duì)于車載信息娛樂系統(tǒng)而言，集成的功能越來越多，如可能包括導(dǎo)航系統(tǒng)、AM/FM收音機(jī)和CD/DVD播放、衛(wèi)星廣播等，使系統(tǒng)的復(fù)雜度越來越高，且對(duì)電源的要求也在提高。例如，汽車信息娛樂系統(tǒng)電源既要求低電流——為微控制器(MCU)及傳感器供電(5 V、3.3 V，電流10～100 mA)，也需要大電流——為高性能處理器(DSP)及USB供電(5 V、3.3 V、1.2 V，電流0～3 A);而LED背光需要電壓12 V、電流低于1 A供電，其它設(shè)備(天線、風(fēng)扇、電機(jī)、VFD顯示屏驅(qū)動(dòng)等)還有其它電壓要求。

　　安森美半導(dǎo)體配合新趨勢(shì)的動(dòng)力控制及車載娛樂解決方案

　　1. 動(dòng)力控制方案

　　FlexRay™是車載網(wǎng)絡(luò)(IVN)應(yīng)用快速興起的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，正在替代當(dāng)前基于控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)及本地互連網(wǎng)絡(luò)(LIN)的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸速率提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)，而且可靠性更高，使下一代汽車能夠應(yīng)用更先進(jìn)的安全、動(dòng)力系統(tǒng)及舒適機(jī)制。

　　安森美半導(dǎo)體擴(kuò)充了汽車網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品陣容，推出了一款符合業(yè)界最新采用的FlexRay™ 通信協(xié)議的總線收發(fā)器IC——NCV7381。該器件是一款極強(qiáng)固的單通道器件，能夠提供高達(dá)10 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。這新器件完全遵從FlexRay™電氣物理層規(guī)范3.0.1版，在有線FlexRay™通信介質(zhì)及協(xié)定控制器/主機(jī)之間提供差分傳送及接收能力。 NCV7381的模式控制功能經(jīng)過了優(yōu)化，用于持續(xù)連接至汽車電池的節(jié)點(diǎn)。這器件提供低能耗工作及配合遠(yuǎn)程喚醒檢測(cè)的低能耗模式接收器。NCV7381能夠采用5.5伏(V)至50 V電池供電電壓工作，可以集成在12 V及24 V汽車電源系統(tǒng)中。它在完整頻率范圍內(nèi)提供優(yōu)異的電磁耐受性(EMS)性能。

　　此外，多年來，安森美半導(dǎo)體已成為汽車點(diǎn)火領(lǐng)域公認(rèn)的領(lǐng)先供應(yīng)商，可提供強(qiáng)固及可靠的絕緣門雙極晶體管(IGBT)系列。為了持續(xù)加強(qiáng)該系列器件的性能，安森美半導(dǎo)體新近推出的第三代點(diǎn)火IGBT——NGB15N41A性能極佳，而且尺寸更小。隨著最新收購而添增的三洋半導(dǎo)體分部，安森美半導(dǎo)體用于點(diǎn)火應(yīng)用的IGBT陣容進(jìn)一步擴(kuò)大。除了已有的系列IGBT器件，公司還在規(guī)劃一款用于點(diǎn)火應(yīng)用的高集成度器件。該產(chǎn)品將IGBT功率器件與控制器集成在單個(gè)封裝中，可以用于筆形線圈點(diǎn)火應(yīng)用。

　　此外，安森美半導(dǎo)體還將推出能夠在動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)用中驅(qū)動(dòng)泵、散熱風(fēng)扇或節(jié)氣閥的系列無刷直流(BLDC)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(LV9901)，還有將控制器和電源段集成在單個(gè)功率封裝中(某種微型模塊)的模塊化封裝系列。今年5月，安森美半導(dǎo)體在歐洲的PCIM展會(huì)上展示了智能功率模塊(IPM)。結(jié)合公司的絕緣金屬基板技術(shù)(IMST)與寬廣的電源方案系列，以及在高能效電源管理的悠久專長(zhǎng)和技術(shù)，安森美半導(dǎo)體提供創(chuàng)新的智能功率模塊系列和電源變頻器以及設(shè)計(jì)支持和制造能力。這些IPM方案性價(jià)比高，能夠用于太陽能供電及電動(dòng)汽車等應(yīng)用。

　　安森美半導(dǎo)體提供300 W至5 kW功率范圍的寬廣陣容高能效功率模塊，可配合廣泛的客戶應(yīng)用，包括變頻器、升壓驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。客戶采用集成了多種內(nèi)置特性及智能功能的緊湊設(shè)計(jì)及小巧尺寸，能夠簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，節(jié)省電路板空間，提升可靠性，同時(shí)減少其終端產(chǎn)品的元器件數(shù)量和總成本。

　　2. 信息娛樂系統(tǒng)方案

　　安森美半導(dǎo)體提供各種應(yīng)用于信息娛樂系統(tǒng)電源的產(chǎn)品，概括起來主要有以下幾類。一類是線性穩(wěn)壓器(LDO)，用于電池及后級(jí)穩(wěn)壓，具有標(biāo)準(zhǔn)/低靜態(tài)電流、高電源抑制比(PSRR)/超低靜態(tài)電流，以及跟蹤器和電流檢測(cè)功能;第二類是豐富的開關(guān)電源(SMPS)產(chǎn)品，用于降壓及升壓控制器/穩(wěn)壓器，采用同步/非同步拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提供高頻、低靜態(tài)電流和電池及后級(jí)穩(wěn)壓;第三類是電源管理單元(PMU)，以更高集成度優(yōu)化了尺寸/性能。這些產(chǎn)品都符合下一代尺寸及能效要求。