針對汽車應用的高能效解決方案

當今，隨著西方汽車市場需求的復蘇以及發(fā)展中經(jīng)濟體車輛數(shù)目的持續(xù)增長使燃料消耗和污染不斷增加，政府和制造商都在積極探索改善燃油經(jīng)濟性以節(jié)約能源、減少排放的途徑，汽車中越來越多的電子功能也使半導體元件在車輛中的比重不斷激增。面對環(huán)保和豐富消費者體驗的雙重挑戰(zhàn)，半導體制造商正在利用其技術專長開發(fā)各種符合汽車規(guī)范的解決方案。
汽車應用的挑戰(zhàn)

　　汽車電子市場一直是半導體工業(yè)的重要應用領域之一，今天的汽車已不再只是一種交通工具，對安全、舒適和多種功能的需求使電子產(chǎn)品在整車中的成本比例不斷上升。最近幾年，中國汽車市場連續(xù)兩位數(shù)的強勁增長勢頭更引起了半導體廠商的關注。

　　但是，汽車應用使用的器件與普通工業(yè)應用要求不同，更加難以滿足。由于汽車應用的特殊性，其中的電子產(chǎn)品對于整車的安全和可靠性影響很大，因此對電子元件制造商來說，一方面要在產(chǎn)品的設計和制造等方面更加注重可靠性等指標的認證，另一方面也需要供應商在零部件的篩選等環(huán)節(jié)嚴格把關，保證配套產(chǎn)品符合可靠性和性能等方面的要求。

安森美半導體的高能效汽車半導體解決方案

　　汽車是安森美半導體的關鍵應用市場之一，廣泛的產(chǎn)品包括電源管理、保護、處理、信號調節(jié)及控制等。這些用于汽車的器件均通過了AEC認證及生產(chǎn)器件批準程序（PPAP），確保了安森美半導體的元件符合設計規(guī)范，客戶也可以達到期望的質量水平。安森美半導體對汽車市場的承諾不僅是交付產(chǎn)品，而是確保制造和質量符合業(yè)界對可靠性和強固性的要求。2009年，安森美半導體交付了超過29億顆芯片，缺陷率不到120 ppb（十億分之一）。

　　安森美半導體擁有40多年為汽車電子系統(tǒng)提供產(chǎn)品的悠久歷史和豐富經(jīng)驗，擁有寬廣陣容的強固及創(chuàng)新的高能效集成器件，有助于減少排放，節(jié)省燃油，改善照明、安全、連接和信息娛樂供電系統(tǒng)?，F(xiàn)就車載網(wǎng)絡、汽車照明及引擎管理和動力總成三方面的方案作介紹。

　　圖1：安森美半導體汽車電子解決方案分布圖。

1. 車載網(wǎng)絡方案

　　車載網(wǎng)絡（IVN）應用需要盡可能地降低成本及減小占用的空間，同時提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和長期可靠性，因此需要提高元器件的集成度。安森美半導體的IVN器件非常多，包括用于本地互連網(wǎng)絡（LIN）和控制器局域網(wǎng)絡（CAN）的各種收發(fā)器。例如，安森美半導體的NCV7420集成了線性穩(wěn)壓器及LIN收發(fā)器，有效地節(jié)省PCB板空間，又可為MCU單獨供電，有效抑制其它模塊對MCU電源的干擾。

　　又例如安森美半導體針對IVN應用的單線LIN收發(fā)器AMIS-30600，可以作為協(xié)議控制器和物理總線之間的接口，特別適合驅動汽車和工業(yè)應用中的LIN系統(tǒng)總線，也可用于標準ISO9141系統(tǒng)。為了減少電流消耗，AMIS-30600提供了待機模式。該收發(fā)器采用I2T100技術，將高壓模擬電路和數(shù)字功能集成在同一個芯片上，通過故障情況的無限短路保護功能，為滿足當前的IVN要求提供了一種超安全的解決方案。

　　最近，安森美半導體推出了一款功能豐富的本地LIN收發(fā)器NCV7321。它可在低數(shù)據(jù)率IVN應用中作為LIN協(xié)議控制器與物理總線之間的接口。NCV7321具備極佳的電磁兼容性（EMC），以及高達13 kV的強固系統(tǒng)級靜電放電（ESD）性能，不需要外部ESD元件，功耗也更低，非常適合汽車應用的嚴苛環(huán)境。

　　NCV7321采用安森美半導體創(chuàng)新的I3T技術及智能電源技術，使高壓及敏感的數(shù)字技術能夠共存于同一芯片。它符合LINv2.1和J2602規(guī)范，具備與AMIS-30600相同的功能，但引腳輸出不同，為客戶提供了符合現(xiàn)有LIN收發(fā)器的替代產(chǎn)品。該器件采用高密度、節(jié)省空間的SOIC-8封裝，典型應用包括多種車身電子功能和舒適功能應用，如遙控車門開鎖接收器、車窗和遮陽罩升降器、報警器、電動視鏡及座椅調節(jié)器，以及電子轉向鎖和輪胎監(jiān)測電子控制單元（ECU）等其它功能。

　　NCV7321的突出特點是最大限度滿足了汽車的省電目標，休眠模式下的電流消耗僅為10 μA。其它關鍵特性包括熱關閉、模糊短路保護及45 V負載突降保護。圖2顯示了基于NCV7321 LIN收發(fā)器的典型電路。值得一提的是，該器件支持-45 V至45 V的電壓范圍，可承受額定5 kV的ESD脈沖，提供了強大的保護功能。

　　圖2：基于安森美半導體NCV7321的典型LIN電路。

　　LIN總線以低速率（最高20 kBaud）傳送控制設備的數(shù)據(jù)，如車門鎖、后視鏡、汽車座椅和天窗等對時間要求不嚴格的功能。LIN總線協(xié)議的每個節(jié)點只使用單線，最大限度降低了布線成本。安森美半導體提供的產(chǎn)品符合美國（SAE J2602-2）和歐洲（LIN物理層規(guī)范修訂版2.1）標準。NCV7321為世界領先汽車供應商將LIN融入汽車提供了新的選擇。這種具有更低功耗和系統(tǒng)成本的LIN收發(fā)器對各種現(xiàn)有及未來的汽車應用極具吸引力。

　　此外，安森美半導體還提供獨立的CAN收發(fā)器，其最新一代產(chǎn)品NCV7340代表了業(yè)界領先的電磁性能（ESD和EMI）。這些器件在設計上采用了I3T技術，提供了故障率以ppb為單位衡量的高可靠、高品質元件。