IPD可以用于汽車各個電子部位的保護。引擎控制、變速箱控制、車燈、防抱死制動系統、車身電裝系統等等,均能夠看到IPD應用的身影。
隨著汽車E/E架構的進化,ADAS/自動駕駛功能的上車,車輛的控制網絡正在發生翻天覆地的變化。在這種情況下,驅動電子電路的電源路徑,需要更可靠地捕捉異常,預先確保安全。
日益電子化的車載電裝系統,各類ECU的保護,在緊急情況下防患于未然的功能安全設計理念……都使得智能高低邊開關IPD擁有更充足的施展空間。
車載IPD需求量日益增長
IPD英文是Intelligent Power Device,是用半導體技術實現保險絲和繼電器的功能。主要是由輸出角的功率MOS、保護電路和有源鉗位電路這三大部分組成的,保護電路實現過流保護、過熱保護。
羅姆半導體(上海)有限公司技術中心經理孫波稱,相對于傳統的機械保險絲和機械的繼電器,IPD智能半導體功率元器件可以自主地判斷電流是否過大,器件是否過熱等異常狀況,采取自關斷措施來保護系統,無需更換,可靠性高,且靜音。
“機械的保險絲如果是過流熔斷,肯定是要替換才能夠使這個系統正常工作。它是通過保險絲的自我犧牲來實現電子保護的。羅姆的IPD智能功率開關可以智能地檢測到線路上的過電流,自主地去關閉功率MOS以保護系統,同時還可以去通知主控端,比如MCU,可以說具備智能的作用。這樣的話就可通過主控端再去控制IPD實現開啟,無需更換。”
“機械繼電器在過流保護的時候會有咔嗒的聲音,如果用在車載可能用戶體驗不是很良好,IPD智能功率器件在檢測到過電流之后自動自主地關閉功率器件,所以是完全靜音的,在無聲無息的提供保護,可以給我們用戶比較良好的體驗。”
正是因為無需更換,可靠性高的特性,目前IPD在工業市場上規模已經達到了約2.18億美元,在車載市場上的需求量也是日益增長,年增長幅度超過年7.3億美元。
TDACC?:兼顧低導通和高散熱
羅姆公司一直以來都是垂直統合型的生產體制,凝聚了工藝、電路設計、功率封裝幾大技術優勢,模擬電源芯片實現了開發和生產之間的連接,如此一來使得IPD可以匯聚羅姆的先進技術,提供多樣化的產品陣容。
工藝上,羅姆自主開發的IPD專用的生產線,將溝槽MOS和CMOS集成于一枚芯片中,在市場上只有包括羅姆在內的三家公司擁有相同的工藝。該工藝有利于開發更低導通電阻的產品。
電路設計上,針對客戶需求,羅姆追求易用性,開發了不同的功能,如雙重故障反饋、可調限流和壓擺率的控制。
功率封裝上,羅姆追求車載的需求以及功率器件散熱性的要求,開發出了固晶材料,在封裝上保證IPD產品能夠滿足市場要求。
羅姆IPD產品主要分為高邊和低邊,各包含四個系列。其中高邊領域根據產品功能的不同分為四大系列:雙重故障反饋系列,電流感測系列,過電流打嗝模式工作系列,以及限流閾值可調型系列。低邊產品相對有四大系列:普通標準型系列,故障反饋功能系列,壓擺率可調的列和多通道系列。這次新品,BV1LExxxEFJ-C/BM2LExxxFJ-C,即具有故障反饋功能。
IPD新品又有何亮眼之處呢?其中最大的一個特色就是采用了羅姆自有的電路和器件技術——TDACC?,來助力安全工作和減少功率損耗。
通常情況下,低導通電阻和高散熱能力是互為矛盾,需要互相權衡的兩個對立面。小型IPD很難同時實現低導通電阻和高散熱能力。但是羅姆的TDACC?工藝可以同時實現這兩個方面。
簡單的說,在通常工作時,使得流過電流通道多,就實現低導通電阻,但是在有源鉗位功能發揮作用的時候,通過電路控制使得工作的柵極變少,可以實現高的散熱能力,因此通過使用TDACC?技術,羅姆推出的低通道IPD相對于同類產品,實現了比較好的散熱性能。
從產品陣容來說,羅姆的低通道IPD產品中,一通道和兩通道各推出了四款產品,均擁有40/80/160/250 mΩ導通電阻選擇,內置雙熱保護和熱保護診斷功能,有源鉗位電路保護IPD免受反電動勢的影響,通過誤啟動防止電路防止誤動作。
產能規劃上,新低通道IPD初期的月生產規模將達到60萬pcs。
“羅姆計劃采用TDACC?技術的IPD專用工藝,進一步微細化,開發出更低導通電阻、更小型、更多功能、更多通道的產品,通過豐富的產品陣容,為汽車和工業設備應用的安全、安心和節能貢獻力量。”孫波表示。
來源:第一電動網
作者:NE時代
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