ST緊湊靈活的功率開關(guān)提高汽車安全性能

隨著汽車電子設(shè)備日益復(fù)雜，車企對體積緊湊、高能效、可靠的解決方案的需求不斷增長，多輸出功率開關(guān)在集成度、成本效益、故障診斷和能效方面優(yōu)勢愈發(fā)明顯。現(xiàn)代汽車工業(yè)越來越依賴眾多的低功率電子模塊，例如，傳感器、LED和繼電器。這些組件雖然單個功耗較低，但考慮總體功耗，仍需要高效、可靠且安全的電源管理解決方案。專為低功率負載設(shè)計的多輸出功率開關(guān)是解決這些難題的關(guān)鍵元器件，它在優(yōu)化安全性和物料清單成本（BOM）方面具有顯著優(yōu)勢。L9026已被證實是非常有效的低功率負載控制器件，其可配置性、穩(wěn)健性和安全性非常出色，適合汽車等應(yīng)用領(lǐng)域。

汽車系統(tǒng)的變化堪稱翻天覆地，集成了大量的低電流設(shè)備，例如，LED轉(zhuǎn)向燈、傳感器、繼電器和小型執(zhí)行器。過去，這些低功率負載是由分立功率開關(guān)或繼電器驅(qū)動控制，導(dǎo)致布線復(fù)雜度增加，成本上升，可靠性降低。多輸出功率開關(guān)，通過將多個通道集成于專為低功率負載應(yīng)用設(shè)計的單個器件中，能夠有效地解決這些挑戰(zhàn)。多輸出開關(guān)的典型用途有車身控制模塊（BCM）、儀表盤、信息娛樂系統(tǒng)、高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、傳感器控制器、網(wǎng)關(guān)模塊。為了優(yōu)化功耗，這些應(yīng)用對待機和休眠模式的功耗提出了嚴格的要求。

如何正確選擇功率開關(guān)

緊湊型功率開關(guān)可以優(yōu)化車輛內(nèi)部空間利用率，使制造商能夠在不增加體積或重量的情況下增加更多的功能。隨著車輛設(shè)計與功能日益復(fù)雜多樣，其重要性愈發(fā)凸顯。

可靠性在汽車應(yīng)用中依然至關(guān)重要。車輛關(guān)鍵功能的連續(xù)不間斷運行，在維護車輛行駛安全、防止可能危及乘員安全或車輛運行的系統(tǒng)故障發(fā)生方面，發(fā)揮至關(guān)重要的作用。隨著電動汽車和混合動力汽車的日益普及，能效變得比以往任何時候都更加重要。高能效的功率開關(guān)可以最大限度地減少能量損耗，從而延長車輛續(xù)航里程，并降低總功耗，這對于滿足嚴格的環(huán)境法規(guī)和消費者期望至關(guān)重要。

最后，在當今快速發(fā)展的汽車領(lǐng)域，設(shè)計靈活性同樣是關(guān)鍵因素。

L9026可配置多通道開關(guān)

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，L9026多通道開關(guān)是一個靈活性和穩(wěn)健性俱佳的開關(guān)式負載驅(qū)動解決方案，可以無縫集成到現(xiàn)代汽車系統(tǒng)中。它支持八個驅(qū)動通道，其中兩個是固定的高邊驅(qū)動，其余六個通道可配置為高邊或低邊驅(qū)動（見圖1），適合驅(qū)動LED照明、執(zhí)行器、繼電器和其他關(guān)鍵電源管理任務(wù)。

圖1 L9026多通道功率開關(guān)簡圖

L9026提供全方位的電氣安全保護功能，即使在多變的易發(fā)生故障的環(huán)境中也能確保設(shè)備可靠運行。L9026具有過流、過熱、開路和短路保護功能，在各種故障情況下保護器件和車輛的電氣系統(tǒng)安全。

L9026的最低工作電壓為3V，在發(fā)動機啟動、電池極性反接等極端情況下表現(xiàn)出極強的穩(wěn)健性。此外，在出現(xiàn)SPI故障、小故障或低電量等特定故障時，跛行回家功能支持使用預(yù)選的兩個驅(qū)動器維持汽車的基本功能正常運行。憑借其高級保護與診斷功能，L9026能夠有效支持系統(tǒng)達到ISO 26262 ASIL-B安全等級。通過SPI接口可以啟用實時診斷功能，連續(xù)監(jiān)測每個通道。此功能支持預(yù)測性維護策略，能夠及早發(fā)現(xiàn)潛在問題，并在車輛的整個生命周期內(nèi)優(yōu)化性能。

L9026采用HTSSOP24封裝和VFQFPN32小封裝，緊湊的尺寸使其更具競爭優(yōu)勢，非常適合空間受限的汽車應(yīng)用場景。新增的安全引腳增強了控制功能，提高了系統(tǒng)管理的靈活性，在關(guān)鍵應(yīng)用中效果更好。

HTSSOP24（散熱薄型小體積24引腳封裝）：

該封裝可以提供很高的板級可靠性（BLR），耐受-40°C至+125°C的熱循環(huán)，在振動、機械碰撞、溫度波動等惡劣的汽車環(huán)境下，能保持焊點的完整性。HTSSOP24封裝尤其適用于耐用性和使用壽命重要的惡劣工作環(huán)境。

VFQFPN32（極薄細間距四方扁平無引線32引腳封裝）：

封裝小、薄，非常適合空間受限的應(yīng)用場景。

這兩款封裝幫助系統(tǒng)設(shè)計人員平衡電路板空間、散熱要求和可靠性，從而增強整體系統(tǒng)的穩(wěn)健性和靈活性。

結(jié)論

L9026集先進的安全功能、緊湊的設(shè)計和強大的性能于一身，是對可配置性、容錯性和可靠性要求很高的汽車應(yīng)用的理想之選。即使在最嚴苛的條件下，L9026也能確保汽車系統(tǒng)連續(xù)、安全地運行。

L9026可配置多通道開關(guān)提供兩種封裝的選項和全面的安全機制，讓系統(tǒng)設(shè)計人員能夠靈活、可靠地構(gòu)建更安全、更穩(wěn)健、更高效的汽車電子系統(tǒng)，這使L9026成為不斷推進汽車向更智能、更安全、更可持續(xù)方向持續(xù)演進的基礎(chǔ)器件。

參考文獻

[1]P. Del Croce, J. Hadzi-Vukovic, B. Meldt, and M. Ladurner, “Configurable High Side Power Switch in Smart Power Technology”, 14th International Conference on Mixed Design of Integrated Circuits and Systems, 2007.

[2]M. Wendt, L. Thoma, B. Wicht, D. Schmitt-Landsiedel, “A Configurable High-Side/Low-Side Driver with Fast and Equalized Switching Delay,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, Jul. 2008.

[3]L. Creosteanu, A. Danchiv, G. Brezeanu, “Automotive High Side Power Switch Driver Circuit,” Proceedings of the 2008 International Semiconductor Conference, 13-15 Oct. 2008.

[4]M. Bonarrigo, G. Gambino, and F. Scrimizzi, “Intelligent Power Switches Augment Vehicle Performance and Comfort”, Power Electronics News, 10 Oct. 2023.