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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


Vishay是汽车市场用LED技术的世界领先者。除了PLCC-2表面安装封装类型外,Vishay 还开发了PLCC-3,它通过增加金属接触面积改进了散热性能。还有超小型封装类型含MiniLED(尺寸接近PLCC-2的50%)、ChipLED(0603封装)供有空间约束的设计使用。

节省空间的另一种方式是单一封装提供具有多种颜色的LED。VISHAY的 PLCC-4允许把两种或三种颜色的管芯置于单一封装内以取得颜色灵活性。节能是LED要解决的另一个重要问题,于是低电流、高亮度LED成为夜晚环境下和停车照明时的一种极好的选择,这种时候需要在发动机关闭情况下,经常性地由车辆电池来供电。对于通孔设计,还提供3MM、5MM以及集成电阻器(由用户定义)LED。最为重要的是VISHAY能够与客户一起工作来提供颜色、波长和亮度的最佳解决方案。

除了仪表组中显见的元件外,构成一个完整的解决方案还需要一定数量的附加无源与半导体元件,VISHAY为用户提供宽范围的元件选择。对于驱动LED,VISHAY拥有各种封装、尺寸,以及技术如厚膜、薄膜与线绕等大范围的电阻器可供选择。如果可以,电阻阵列可用来代替多个电阻器,以节省板空间和降低占位成本。


Figure 1: Relative board space savings with resistor arrays. Basic resistor array diagram.
图1 采用电阻阵列带来的板空间节省。基本的电阻阵列框图

对于高性能和豪华轿车区段应用,自动灯光变暗和颜色控制可通过使用VISHAY的光传感器来实现。由于大电路板、高功率消耗以及散热需要的存在,群组的内部温度可能需要监控。这一温度可采用VISHAY非线性电阻器产品组合的NTC热敏电阻来监控。

在许多情况下,仪表组直接与车辆的电池连接,要求具有车辆甩负载保护(ISO 7637-2, 测试脉冲 5)和反向极性保护。VISHAY的专利PAR? 汽车TVS专为处理汽车环境中的甩负载脉冲而设计。对于反向极性保护,VISHAY提供有功率二极管。如果选择使用一种功率MOSFET方案作为替代,那么VISHAY SILICONIX是P频道MOSFET研发的领先技术可供参考。

一个挑战性的任务——支持现代传动系统

高效发动机管理系统需要监控排废(气体循环)系统内和周围的传感器的多种信号:λ传感器、NOx传感器、温度传感器以及空气量传感器。它们能够帮助降低发动机的有害排放。燃喷油量需要由现代的喷油器(压电喷油器)与点火系统(激光点火)来减低和得到更好地控制。这将降低柴油或Otto发动机(四冲程往复点燃式发动机)近15%-20%的排放,并将增加发动机效率约7%。

喷油阀驱动器、发动机控制单元、反向极性保护、升压转换器以及温度传感器是这种任务的主要功能单元。现代发动机管理还包括在最佳工作温度下运行发动机。传统水泵的能耗是1.5 kW,通过使用新款仅重2 kg的水泵能耗可以降低到0.2 kW,这样在每个起动阶段发动机效率可以降低燃油消耗约0.5升。Vishay提供ChipFET? MOSFET、电流检测电阻器、高温NTC传感器,以及其它发动机控制元件。

共轨压电直列式喷油器对于降低排放、降低燃油消耗以及发动机降噪都十分重要。但高效和(超)快速控制电子装备需要高的电压。压电致动器要求250 V的快速切换。最适于这一要求的是Vishay的30V TrenchFET?技术,以及Vishay IHLP 功率传感器,它用于升压转换器。

和喷油控制几乎同等重要的是质量流量与节气阀控制,Vishay提供运动传感器和NTC/PTC温度传感器用于这些应用。一体式的起动器—发生器和混合传动将在未来得到应用,以使汽车更加高效和降低排放。在全混合汽车中,电机提供基本的传动,排放大为降低。如果驾驶员要求更多功率,内燃机会切换使用以支持其需求并载入电池。这将大大降低燃油消耗,尤其是在停停走走的交通路况时。

为控制和驱动这种技术,电子电路就需要高电压、高温度和耐受脉冲元件——如功率MOSFET、膜电容器、电流检测电阻器、瞬间电压抑制二极管,功率肖特基二极管,以及混合陶瓷安装的金端接高功率电感器。用于诸如两模式和适度混合汽车上的新技术将额外改善燃油消耗15%。42V板网络(42-V board nets )是扩展的功率要求和混合技术的答案。它们将进一步降低线缆和连接器的重要,改进功率的效用性,并使汽车设计工程师能够使用X-by-wire技术,将更多的舒适和安全性电子装备置于车辆中。在通常的转向系统中,驾驶员会感觉到任何阻止车轮转向的阻力。但是,X-by-wire系统所具备的不同的操控特性需要使用新的分立传感器技术如用于轴向转矩的光角度传感器、应力传感器,用于电机的高电流传感器和快速开关器件,以及制动器,以为电子系统和驾驶员提供回馈。

过去几十年的发展业已证明,复杂电子装备在汽车中的使用是呈指数式增长的。尽管车辆中能力增加,数据总线系统复杂化,但是需要用来提供增强的传感器功能性和执行由控制器发出的命令的。分立元件必须胜任在苛刻环境中工作,必须处理增加的功率,必须更快更动态地响应逻辑。传感器技术、数据记录、信号条件、能量存储能力、EMI过滤、高功率整流、开关和传输,以及敏感性微电路的保护等仍需要采用,其重要性无可取代。(end)

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