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汽車控制單元和分立電子元件的重要性

作者: 時(shí)間:2013-01-17 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
現(xiàn)在的汽車設(shè)計(jì)工程師正不斷致力于設(shè)計(jì)出重量和能耗更低,同時(shí)安全性和舒適性更高的汽車。工程師們?cè)絹碓脚懦饫贸R?guī)的能耗技術(shù)——笨重而高成本的機(jī)械解決方案來達(dá)到這樣的目標(biāo)。平均到每一輛車來說,每額外增加50kg的重量或100W的功率會(huì)帶來0.2 L/100 km的油耗增加,因此消費(fèi)者所寄望的太多的汽車性能革新都需要依靠電子器件來實(shí)現(xiàn),而Vishay的隨后可以為這些器件提供強(qiáng)大的功能支持。

這些主要的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)包括實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的駕駛員輔助系統(tǒng)與信息支持系統(tǒng),它們必須易于使用,并能提供動(dòng)態(tài)性能以及連接成網(wǎng)絡(luò)。集中式安全性系統(tǒng)、防撞系統(tǒng)、停車輔助系統(tǒng)、車道偏離檢測(cè)、遠(yuǎn)程信息與多媒體系統(tǒng)、駕駛者身份進(jìn)入與啟動(dòng)系統(tǒng)以及艙內(nèi)娛樂系統(tǒng),這一切的應(yīng)用使得駕駛?cè)藛T感到駕駛的舒適和安全,方便地由“A”點(diǎn)去往“B”點(diǎn),讓駕車真正成為一種享受。

但是,所有這些特性都需要用高效的電源和功率管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于這類關(guān)鍵應(yīng)用,Vishay公司提供----如采用TrenchFET?專利的功率MOSFETs(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)和采用Power Metal Strip?專利的電阻器等,它們可以達(dá)到在快速響應(yīng)時(shí)間下的高電流和高溫度等要求。

具有先進(jìn)前燈對(duì)位性能的HID氙燈大大改善了駕駛員的路視狀況,它要求使用高壓薄膜電容器用于燈光點(diǎn)亮,使用高效(低RDSon)MOSFET用做鎮(zhèn)流器。夜視系統(tǒng)要求使用高功率IR二極管使基于照相機(jī)的探測(cè)系統(tǒng)閃亮,而Vishay是世界上第一大IR二極管生產(chǎn)商,它還提供上述應(yīng)用所需要的所有類別的(CCD傳感器除外)。Vishay正在加強(qiáng)對(duì)光檢測(cè)與測(cè)距(LIDAR)、自適應(yīng)駕駛控制(ACC)研究的支持,超快速PIN光二極管和IR激光二極管驅(qū)動(dòng)器,以及超快速照相閃光IR發(fā)射器都已應(yīng)用到防沖撞系統(tǒng)中。

隨著汽車保有量以及由它們的發(fā)動(dòng)機(jī)所排出的污染量的不斷增加,這會(huì)對(duì)環(huán)境和人類的健康都帶來威脅。因此,汽車排放和燃油消耗受到法律的制約越來越嚴(yán)格。汽車制造商正在開發(fā)復(fù)雜的發(fā)動(dòng)機(jī)管理、廢氣再循環(huán),以及清潔系統(tǒng),來滿足這些限定要求。但是,這些系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)有賴于傳感器,而傳感器需要在典型的機(jī)蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體和變速箱溫度下可靠地工作,這些溫度可以高達(dá)1300 °C。傳感器與高效ECU配用更是需要使用極為精確的電壓分電器和電阻器,以上這些元件Vishay已做到大量生產(chǎn)。事實(shí)上,Vishay是這類應(yīng)用所用薄膜電阻產(chǎn)品的第一大制造商。電池管理需要使用特殊的電流傳感器和控制器,這些都可由Vishay創(chuàng)新的Bulk Metal ? 箔片技術(shù)、分流電阻器,以及PWM開關(guān)MOSFET進(jìn)行支持。

安全系統(tǒng)中的電子元件——關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用

諸如氣袋等安全性應(yīng)用屬于關(guān)鍵性任務(wù),它們不允許出現(xiàn)一絲故障。因此,一項(xiàng)不可避免的防范措施是適時(shí)地測(cè)試潛在救生電路中用到的全部的安全性相關(guān)電子元件。這正是許多廠商采用Vishay Bccomponents長壽命鋁電解電容器用于儲(chǔ)能應(yīng)用的原因。這類電容器在生產(chǎn)過程中得到充分測(cè)試,以保證其可靠的品質(zhì)。Vishay還擁有定制設(shè)計(jì)和制造特種電解電容器的能力——提高其使用壽命性能(工作循環(huán)、應(yīng)用波形和溫度),或增加其溫度性能(高波紋電流或增加環(huán)境溫度)。

另外,精確性對(duì)于可靠性是至關(guān)重要的。例如,電壓分電器網(wǎng)絡(luò)采用薄膜電阻器技術(shù)確保精確性。薄膜技術(shù)通常會(huì)提供比厚膜技術(shù)更好的漂移性能、更低的噪聲、更低的溫度系數(shù)(TC),以及更好的脈沖處理能力。在用到多個(gè)電阻器的情形下,Vishay的薄膜電阻器陣列會(huì)提供跟蹤和穩(wěn)定漂移的附加優(yōu)點(diǎn)。

雨刮器系統(tǒng)可認(rèn)為是安全性產(chǎn)品,因而它需要經(jīng)受多個(gè)循環(huán)的耐疲勞度測(cè)試。薄膜電容器廣泛地用于這種應(yīng)用中,雨刮器頻繁的停-擺產(chǎn)生復(fù)雜的電磁干擾(EMI)及電磁兼容性(EMC)問題。Vishay的Roederstein膜電容器理想地適于這種應(yīng)用。而且Vishay 還提供一種新型的集成式無源器件(IPD),它把膜電容器的濾波性能以并聯(lián)的形式與變阻器的過壓保護(hù)性能結(jié)合在一起。變阻器只簡單地提供一種低阻抗通路,防止在由其它電路元件(即雨刮器電機(jī)、繼電器)產(chǎn)生瞬間大電壓情況下,膜電容器過充。IPD做到了節(jié)省電路板空間和生產(chǎn)成本。

使用非可見光電子技術(shù)測(cè)定車體存在、重量、大小和其它因素的智能型安全性系統(tǒng)變得越來越普及。光傳感器還用來測(cè)定車輛內(nèi)(即太陽負(fù)載傳感器)外(即雨傳感器)的環(huán)境條件。這使得氣袋、主動(dòng)剎車裝置和其它潛在的救生安全性系統(tǒng)得到更有效的運(yùn)用。Vishay提供多品種的非可見光元件,這包括IR LED、IR模塊(接收器/探測(cè)器與發(fā)射器組合),以及定制解決方案等。

勿需多言,幾乎所有的電子器件都需要在甩負(fù)載和反向電池條件下得到保護(hù)。Vishay半導(dǎo)體公司是世界上生產(chǎn)瞬間電壓抑制器和功率二極管的領(lǐng)先廠商,這些元件各自提供適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)。但是,如果你選擇一種P溝道MOSFET方案用于反向極性保護(hù),那么Vishay的Siliconix---功率MOSFET進(jìn)展方面的技術(shù)領(lǐng)先者,擁有幾個(gè)產(chǎn)品類型供選擇。對(duì)高于10A的負(fù)載,這是最佳和最具成本效益的解決方案。對(duì)于EMI濾波,Vishay的屏蔽式SMD IHLP電感器系列對(duì)于超高電流應(yīng)用(達(dá)120A)是極為優(yōu)異的解決方案。IHLP電感器甚至可用于高開關(guān)頻率DC-DC轉(zhuǎn)換器。

儀表組應(yīng)用——不僅僅滿足觀察的要求

在觀察路面情況之外,駕駛員花去他們大部分的時(shí)間來關(guān)注車輛上的儀表組。因此汽車制造商把大量的考量放在如何設(shè)計(jì)它們上是不奇怪的。儀表組不只是在設(shè)計(jì)上要用戶界面友好,而且它還是車輛標(biāo)志的一部分,一些顯要顏色的使用是與特定制造廠商相聯(lián)系的。由此,跨車輛所有內(nèi)部構(gòu)成使LED匹配的能力成為一致性設(shè)計(jì)的一個(gè)先決條件,這些車輛構(gòu)成包括儀表組、收音機(jī)以及車內(nèi)氣候控制等。

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