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创新的高能效汽车动力控制方案

创新的高能效汽车动力控制方案
来源:我爱方案网 时间:2012-11-20

【导读】FlexRay是车载网络应用快速兴起的一项标准,正在替代当前基于控制器区域网络(CAN)及本地互连网络(LIN)的系统,数据传输速率提升了一个数量级,而且可靠性更高,安森美基于FlexRay的高能效汽车动力控制方案,使下一代汽车能够应用更先进的安全、动力系统及舒适机制……

在市场增长和消费者购车习惯转变的推动下,汽车制造商越来越趋向于采用更复杂的电子元器件来增加新的舒适功能,同时致力于节能减排以配合更严格排放法规需求。身为应用于高能效电子产品的首要高性能硅方案供应商,安森美半导体积极推出强固及创新的高能效汽车解决方案,减少废气排放,提高燃油经济性、增强动力系统、照明、安全、车载网络和信息娱乐系统的性能和可靠性。

汽车电子发展趋势

从总体上看,平均每辆汽车中的半导体成分在增高。其中北美、欧洲和日韩等传统汽车市场的平均每辆汽车半导体成分是中国汽车的2倍,另一方面,这也显示出中国等新兴市场的汽车电子发展空间非常广阔。

在各类汽车应用市场中,动力系统、信息娱乐系统等尤为引人注目。其中,在汽车动力系统方面,目前存在由相同目标推动的两个重要趋势:高能效及更清洁的汽车。世界各国政府机构正在推动相关提案及法规,迫使汽车OEM设法减少燃油消耗及废气(二氧化碳、NOx等)排放。工程师们需要极具创意,使内燃发动机(ICE) 汽车提供更佳的燃油经济性;让新一代混合动力及电动汽车更加节能。

上述趋势有赖于电子电路来配合开发更清洁及更高能效的汽车。从半导体的角度看,标准内燃发动机汽车与混合动力汽车的动力系统估计的半导体成分之比为1:5。从内燃发动机转向使用电动机将提升汽车的燃油经济性,因为汽车将使用电力来驱动。由于石油价格及高性价比电池技术及基础设施的就绪等因素,预计约在2025年汽车内燃发动机将大规模转向电动机。

与此同时,内燃发动机汽车将继续提升能效,但一键启动/停止交流发电机系统、更智能的喷射驱动器IC等某些附加技术将有赖于更精确的 传感器 信号和汽车工程师更深入的系统专长。发动机尺寸的减小将以更智能的涡轮增压技术予以补偿。终,部分或完全混合设计的汽车将帮助提升加速时的发动机能效,以电动力替代通常相当耗油的热动力。

车载信息娱乐应用方面的挑战是整车企业必须考虑如何将更多的软件和硬件内嵌到汽车之内,把汽车变成一个新的移动设备;还要用集成实现小化,集中精力实现的汽车与其他设备之间的好联通,如手机、智能电话以及其他的消费电子设备。而且对于车载信息娱乐系统而言,集成的功能越来越多,如可能包括导航系统、AM/FM收音机和CD/DVD播放、卫星广播等,使系统的复杂度越来越高,且对电源的要求也在提高。例如,汽车信息娱乐系统电源既要求低电流—— 为微控制器(MCU)及传感器供电(5 V、3.3 V,电流10~100 mA),也需要大电流——为高性能处理器(DSP)及USB供电(5 V、3.3 V、1.2 V,电流0~3 A);而LED背光需要电压12 V、电流低于1 A供电,其它设备(天线、风扇、电机、VFD显示屏驱动等)还有其它电压要求。

配合新趋势的动力控制及车载娱乐解决方案

信息娱乐系统方案

安森美半导体提供各种应用于信息娱乐系统电源的产品,概括起来主要有以下几类。一类是线性稳压器(LDO),用于电池及后级稳压,具有标准/低静态电流、高电源抑制比(PSRR)/超低静态电流,以及跟踪器和电流检测功能;第二类是丰富的 开关 电源(SMPS)产品,用于降压及升压控制器/稳压器,采用同步/非同步拓扑结构,提供高频、低静态电流和电池及后级稳压;第三类是电源管理单元(PMU),以更高集成度优化了尺寸/性能。这些产品都符合下一代尺寸及能效要求。

例如,安森美半导体新推的两款低压降稳压器(LDO)IC——NCV47700和NCV47701非常适合汽车音响及信息娱乐系统、仪表盘、导航及卫星广播等应用。这些器件包含输出诊断引脚CSO,可以用于检测负载开路及短路事件。两款器件使用1颗电阻来连接CSO引脚,提供介于10 mA与350 mA之间的可调节输出电流电平,且精确度达±10%。

安森美半导体还推出了新系列开关稳压稳压器,包括NCV890100、NCV890101、NCV890130、NCV890131、 NCV890200、NCV890201及NCV890231等,用于空间受限、对电磁兼容性(EMC)敏感的汽车娱乐及信息娱乐应用。这些高集成度器件为连接电池的开关电源提供了业界的转换比。每款器件均包含内部电源开关,采用2 MHz频率工作。高达2 MHz的开关频率支持在输入及输出滤波器中使用尺寸更小、成本更低的电感及电容。

除了信息娱乐系统电源方案,安森美半导体还能为信息娱乐系统市场提供音频数字信号处理器(DSP)、CD DSP、模拟及数字调谐器、无线数据广播系统(RDS)接收器、A/B类放大器及小尺寸LCD显示屏驱动器等元器件。

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