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汽车控制单元和分立电子元件的重要性

作者: 时间:2013-01-17 来源:网络 收藏
现在的汽车设计工程师正不断致力于设计出重量和能耗更低,同时安全性和舒适性更高的汽车。工程师们越来越排斥利用常规的能耗技术——笨重而高成本的机械解决方案来达到这样的目标。平均到每一辆车来说,每额外增加50kg的重量或100W的功率会带来0.2 L/100 km的油耗增加,因此消费者所寄望的太多的汽车性能革新都需要依靠电子器件来实现,而Vishay的随后可以为这些器件提供强大的功能支持。

这些主要的设计挑战包括实现复杂的驾驶员辅助系统与信息支持系统,它们必须易于使用,并能提供动态性能以及连接成网络。集中式安全性系统、防撞系统、停车辅助系统、车道偏离检测、远程信息与多媒体系统、驾驶者身份进入与启动系统以及舱内娱乐系统,这一切的应用使得驾驶人员感到驾驶的舒适和安全,方便地由“A”点去往“B”点,让驾车真正成为一种享受。

但是,所有这些特性都需要用高效的电源和功率管理系统来实现。对于这类关键应用,Vishay公司提供----如采用TrenchFET?专利的功率MOSFETs(金属氧化物半导体场效应晶体管)和采用Power Metal Strip?专利的电阻器等,它们可以达到在快速响应时间下的高电流和高温度等要求。

具有先进前灯对位性能的HID氙灯大大改善了驾驶员的路视状况,它要求使用高压薄膜电容器用于灯光点亮,使用高效(低RDSon)MOSFET用做镇流器。夜视系统要求使用高功率IR二极管使基于照相机的探测系统闪亮,而Vishay是世界上第一大IR二极管生产商,它还提供上述应用所需要的所有类别的(CCD传感器除外)。Vishay正在加强对光检测与测距(LIDAR)、自适应驾驶控制(ACC)研究的支持,超快速PIN光二极管和IR激光二极管驱动器,以及超快速照相闪光IR发射器都已应用到防冲撞系统中。

随着汽车保有量以及由它们的发动机所排出的污染量的不断增加,这会对环境和人类的健康都带来威胁。因此,汽车排放和燃油消耗受到法律的制约越来越严格。汽车制造商正在开发复杂的发动机管理、废气再循环,以及清洁系统,来满足这些限定要求。但是,这些系统的实现有赖于传感器,而传感器需要在典型的机盖、发动机机体和变速箱温度下可靠地工作,这些温度可以高达1300 °C。传感器与高效ECU配用更是需要使用极为精确的电压分电器和电阻器,以上这些元件Vishay已做到大量生产。事实上,Vishay是这类应用所用薄膜电阻产品的第一大制造商。电池管理需要使用特殊的电流传感器和控制器,这些都可由Vishay创新的Bulk Metal ? 箔片技术、分流电阻器,以及PWM开关MOSFET进行支持。

安全系统中的电子元件——关键任务应用

诸如气袋等安全性应用属于关键性任务,它们不允许出现一丝故障。因此,一项不可避免的防范措施是适时地测试潜在救生电路中用到的全部的安全性相关电子元件。这正是许多厂商采用Vishay Bccomponents长寿命铝电解电容器用于储能应用的原因。这类电容器在生产过程中得到充分测试,以保证其可靠的品质。Vishay还拥有定制设计和制造特种电解电容器的能力——提高其使用寿命性能(工作循环、应用波形和温度),或增加其温度性能(高波纹电流或增加环境温度)。

另外,精确性对于可靠性是至关重要的。例如,电压分电器网络采用薄膜电阻器技术确保精确性。薄膜技术通常会提供比厚膜技术更好的漂移性能、更低的噪声、更低的温度系数(TC),以及更好的脉冲处理能力。在用到多个电阻器的情形下,Vishay的薄膜电阻器阵列会提供跟踪和稳定漂移的附加优点。

雨刮器系统可认为是安全性产品,因而它需要经受多个循环的耐疲劳度测试。薄膜电容器广泛地用于这种应用中,雨刮器频繁的停-摆产生复杂的电磁干扰(EMI)及电磁兼容性(EMC)问题。Vishay的Roederstein膜电容器理想地适于这种应用。而且Vishay 还提供一种新型的集成式无源器件(IPD),它把膜电容器的滤波性能以并联的形式与变阻器的过压保护性能结合在一起。变阻器只简单地提供一种低阻抗通路,防止在由其它电路元件(即雨刮器电机、继电器)产生瞬间大电压情况下,膜电容器过充。IPD做到了节省电路板空间和生产成本。

使用非可见光电子技术测定车体存在、重量、大小和其它因素的智能型安全性系统变得越来越普及。光传感器还用来测定车辆内(即太阳负载传感器)外(即雨传感器)的环境条件。这使得气袋、主动刹车装置和其它潜在的救生安全性系统得到更有效的运用。Vishay提供多品种的非可见光元件,这包括IR LED、IR模块(接收器/探测器与发射器组合),以及定制解决方案等。

勿需多言,几乎所有的电子器件都需要在甩负载和反向电池条件下得到保护。Vishay半导体公司是世界上生产瞬间电压抑制器和功率二极管的领先厂商,这些元件各自提供适当的保护。但是,如果你选择一种P沟道MOSFET方案用于反向极性保护,那么Vishay的Siliconix---功率MOSFET进展方面的技术领先者,拥有几个产品类型供选择。对高于10A的负载,这是最佳和最具成本效益的解决方案。对于EMI滤波,Vishay的屏蔽式SMD IHLP电感器系列对于超高电流应用(达120A)是极为优异的解决方案。IHLP电感器甚至可用于高开关频率DC-DC转换器。

仪表组应用——不仅仅满足观察的要求

在观察路面情况之外,驾驶员花去他们大部分的时间来关注车辆上的仪表组。因此汽车制造商把大量的考量放在如何设计它们上是不奇怪的。仪表组不只是在设计上要用户界面友好,而且它还是车辆标志的一部分,一些显要颜色的使用是与特定制造厂商相联系的。由此,跨车辆所有内部构成使LED匹配的能力成为一致性设计的一个先决条件,这些车辆构成包括仪表组、收音机以及车内气候控制等。

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