車用智能功率器件重塑次級(jí)市場(chǎng)

圖4 通用負(fù)載控制器

• 低電流4A(主要用于LED和單燈絲標(biāo)志照明)

• 中等電流20A(用于燈飾照明、儀器和輔助電源)

• 高電流10A至30A(用于更高功率照明和設(shè)備電源)

• 高電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)35A(用于在單向半橋和雙向全橋操作中的調(diào)速冷卻風(fēng)扇和泵)

想象一種應(yīng)用(比如：小型船只)，在船上單向電機(jī)輸出用于驅(qū)動(dòng)艙底的風(fēng)機(jī)和艙底的水泵。雙向電機(jī)輸出可用于功率調(diào)節(jié)操作。剩余的電源開(kāi)關(guān)可用于船塢照明、泊船照明、駕駛艙照明、壓力計(jì)電源、油泵、雨刮器、汽笛和所有其他低電壓負(fù)載。

表1：飛兆智能功率產(chǎn)品

這些相同的負(fù)載類型和功能對(duì)于允許重復(fù)使用大量設(shè)計(jì)塊的功能性器械、RV系統(tǒng)以及園林機(jī)械等而言是類似的。

由于所有智能功率器件的關(guān)斷狀態(tài)漏電電流設(shè)計(jì)為最小，因此圖4中的Vbat電源在某些應(yīng)用中可直接與電池系統(tǒng)連接。

常見(jiàn)的負(fù)載類型和設(shè)計(jì)問(wèn)題

電阻性——主要顯電阻性的典型負(fù)載可在不新增元件的情況下驅(qū)動(dòng)。這就允許實(shí)現(xiàn)白熾燈和LED照明的脈寬調(diào)制(PWM)。

電感性——如果未抑制的電感尖峰(UIS)處于該器件的額定范圍內(nèi)，電感負(fù)載(比如：電磁閥)就可在不新增元件的情況下驅(qū)動(dòng)。

直流電機(jī)——對(duì)于非PWM驅(qū)動(dòng)的電機(jī)，高邊開(kāi)關(guān)通?？商鎿Q繼電器。關(guān)斷過(guò)程中的應(yīng)力可能要求使用其他元件，比如一個(gè)再循環(huán)路徑或MOV。

可調(diào)直流電機(jī)——對(duì)于使用P/N半橋的可調(diào)電機(jī)控制解決方案必須考慮PWM頻率、要求的上升和下降時(shí)間以及效率問(wèn)題。開(kāi)關(guān)頻率會(huì)影響輻射和PWM的準(zhǔn)確性。PWM以及上升和下降時(shí)間會(huì)影響開(kāi)關(guān)損耗(效率)。由于P/N器件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如果需要反向電池保護(hù)，那么會(huì)要求使用其他的外置元件。

供電——輔助供電，輔助系統(tǒng)通常按電流負(fù)載處理。浪涌電流過(guò)大可能會(huì)要求采用軟啟動(dòng)或重試策略。

負(fù)載線路——在任何情況下，線規(guī)必須要考慮，那就是智能功率器件的自治式短路保護(hù)限制。

智能功率負(fù)載控制最常見(jiàn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題之一就是反向電池電壓。通常情況下，照明不要求反向電池電壓保護(hù)。

必須分別仔細(xì)檢查其他負(fù)載的反向電池兼容性和保護(hù)。在Vbat電源中使用P溝道MOSFET或繼電器的反向電池結(jié)構(gòu)的優(yōu)先級(jí)大于在智能功率器件中使用。常見(jiàn)于所有電路且要求反向電池保護(hù)的功率繼電器還可提供“零關(guān)斷狀態(tài)”耗電量。對(duì)于長(zhǎng)期未使用的設(shè)備而言，這個(gè)問(wèn)題可能需要特別關(guān)注。

飛兆半導(dǎo)體的產(chǎn)品針對(duì)次級(jí)市場(chǎng)上的低電壓配電和負(fù)載控制可提供完整的解決方案。高邊開(kāi)關(guān)包括：

采用DPak 5引腳封裝的FDDS100H06單片器件非常適用于10W左右的白熾燈、LED標(biāo)志照明以及低電流電磁閥。

分別采用DPak 5引腳和D2Pak 7引腳封裝的FDDS10H04和FDBS09H04是片芯堆疊器件，能夠處理較高的負(fù)載電流，具有成比例負(fù)載監(jiān)控功能。

采用D2Pak 7引腳封裝的FAN7093設(shè)計(jì)用于處理高達(dá)35A的直流電機(jī)的可調(diào)PWM驅(qū)動(dòng)。它通過(guò)具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品獲得改進(jìn)，這些產(chǎn)品具有較高的工作頻率，灌電流和源電流與電流輸出成正比。

所有飛兆車用智能功率開(kāi)關(guān)均符合AECQ101標(biāo)準(zhǔn)并且工作溫度為-40℃至150℃。設(shè)計(jì)支持包括產(chǎn)品資料、應(yīng)用指南和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程。