安森美发力汽车电子产品与方案

2011-12-27 19:34:40来源: 安森美半导体

1、安森美在汽车市场的总体战略

  汽车是安森美半导体的关键应用市场之一。安森美半导体在亚太地区的汽车业务发展策略是加强与客户合作、快速扩充在亚太地区的技术资源、深刻了解及解决客户的问题,提供应用于燃油经济性、电源、照明及减少排放等各类汽车电子应用的元器件、设计及完整方案,这些用于汽车的器件均通过了AEC认证及生产器件批准程序(PPAP)。

图1:安森美半导体的重点汽车应用及方案 。

  为了更好地服务中国汽车市场和客户,安森美半导体在上海成立了解决方案工程中心(SEC),侧重于为汽车空调(HVAC)、动力系统、安全、信息娱乐和汽车照明等多种汽车应用开发先进的高能效解决方案。它通过开发平台和本地产品支持为在亚太地区设计并制造电子汽车子系统的客户提供更好的服务。

2、安森美的技术与方案

  安森美半导体提供宽广阵容的可靠及创新的集成器件,帮助客户开发降低废气排放、提升燃油经济性及增强照明等系统的高能效方案,包括丰富的高能效电源管理(如低压降线性稳压器、开关稳压器及MOSFET等)和LED照明驱动器方案等。在汽车电子市场,安森美半导体主要专注的区域及重点应用包括动力系统、汽车照明以及信息娱乐系统,其中动力系统、安全及信息娱乐是增长最快的汽车市场区隔。

  动力系统ASIC:

  市场与趋势:全球大约有80%的引擎是汽油引擎。汽油引擎都采用直接喷射和涡轮增压,以提高简单和经济型引擎的效率。汽油引擎未来仍是世界各地的主导力量。由于混合动力汽车及未来排放法规的要求,动力系统将使用更多半导体含量。

安森美半导体电源及便携产品全球销售及营销高级总监郑兆雄。

  汽车电子器件有助于通过引擎的控制、检测和驱动来提高效率。精心控制的关键部件(如喷油器和气门)可达到最高效率。为了提高控制能力,需要对燃烧室压力进行实时测量和处理,可减少汽油引擎30%的燃料消耗。

  产品与技术:

  引擎管理解决方案:安森美半导体为汽油引擎、双燃料/弹性燃料(bi/flexfuel)和柴油引擎开发了各种定制和标准产品,范围覆盖从点火控制的供气和供油到排气后处理子系统的众多应用。这些产品组合包括:电感式角度传感器接口、压力传感器接口、爆震和轮速检测电路、油/尿素流(urea-flow)和气流接口、车载网络组件、油门执行器驱动器和前置驱动器、电磁和压电燃料喷射系统、火花点火、风机、泵和液压控制。图2是汽油引擎管理系统的框图。此外,安森美半导体还提供柴油引擎管理系统,以满足柴油引擎在欧洲和北美地区持续增加的需求。

图2:汽油引擎管理系统。

  燃油喷射系统解决方案:燃油喷射系统用来测量每个气缸的燃料数量和时序。完全集成的多点(MPI)汽油引擎管理系统仍然是目前最流行的解决方案。为满足强劲增长的汽油直喷(GDI)系统的新需求,安森美半导体还推出了动力总成方案,涵盖了传输控制和位置检测、引擎控制、油门控制、油位传感器、空气流量监测、气门控制、燃油喷射控制等应用。

  汽车照明方案:

  市场与趋势:消费者希望汽车照明系统能提供越来越丰富的功能,这就要采用具备优异稳流性能的高集成度解决方案。以车身来说,也将要求增加新的舒适/便利功能,如先进的前照灯系统/LED照明等。

  产品与技术:安森美半导体一直为汽车照明应用提供标准产品和定制器件,包括普通灯泡驱动器解决方案,以及步进驱动器、LED驱动器和高强度气体放电灯(HID,如氙灯)驱动器。在HID驱动专用集成电路(ASIC)市场,安森美半导体开发的前照灯水平调整和旋转步进驱动器已为业界广泛采用。在车用LED照明市场,安森美半导体为车内外应用提供了丰富的产品组合。在图3所示的汽车照明系统框图中,安森美半导体都有各种对应的产品。

图3:汽车照明系统框图。

  安森美半导体的汽车照明用集成线性电流稳流及控制器NCV7680可以单芯片为组合尾灯供电,提供更佳的性能和更高的能效,且占位面积比市场上的方案更小。该器件包含8个线性可程序设计恒流源,适用于汽车固态组合尾灯(RCL)的稳流和控制,支持高达每通道75 mA的发光二极管(LED)驱动电流。

  该器件的典型应用包括组合尾灯、日间行车灯(DRL)、雾灯、中央高位刹车灯(CHMSL)数组、转向信号灯和其他外部调制应用、液晶显示器(LCD)背光、照明模块等。与分立方案相比,该器件可更好地匹配LED输出,易于识别故障。

  信息娱乐系统:

  市场与趋势:降低噪声和散热,并有效将电池转化为能量将是一个巨大的挑战。

  产品与技术:安森美半导体提供的解决方案涵盖信息娱乐系统和音频系统,包括通用晶体管、音讯晶体管、肖特基二极管、整流器、音频放大器、MOSFET、线性稳压器、传感器以及转换器等宽范围的产品和方案。

  例如,安森美半导体的NCV8871是一款用于汽车系统的新的可调节输出异步升压控制器,其输入电压范围为3.2伏(V)至44 V,即最低工作电压达3.2 V,而市场上的其它控制器方案的最低工作电压为4 V,使NCV8871极适合汽车发动机启动/停止应用。这器件集成的内部稳压器为门驱动器提供电荷。这新的升压控制器在休眠模式下的静态电流为3.0微安(μA),使功耗降至最低。它还具有可同步开关频率特性,提供两种版本,可以设定为典型值170 kHz或是典型值1 MHz。峰值电流模式控制及内部斜坡补偿确保这器件在宽汽车电池电压范围内稳定工作,并在电流限制值被超过的情况下通过在开关周期的剩余部分关闭电源开关,确保这器件在电流故障条件下受到保护。这器件还藉热关闭机制(温度阈值为170 ℃)及3.1 V欠压锁定来提供更多保护。

  上海的解决方案工程中心充分利用安森美半导体汽车电源解决方案在国外众多应用中的成功经验,尤其是在汽车信息娱乐系统电源方面,将安森美半导体先进的高能效解决方案与客户的系统完美集成,以帮助节省待机能耗。

  车载网络:

  市场与趋势:随着汽车技术的发展以及电子技术和控制技术在汽车上的大量应用,汽车中的电子控制模块越来越多,已由原来的几个发展到现在的几十个,传统的数据传输方式已不能满足模块之间数据传输的要求。在汽车控制系统中日渐普及的CAN有助于高速传输汽车控制系统的数据,并使汽车控制系统的设计更为简单。车载网络(IVN)应用需要尽可能地降低成本及减小占用的空间,同时提升系统的稳定性和长期可靠性,因此需要提高元器件的集成度。

  产品与技术:目前,汽车制造商都在利用行业标准的接口连接分布式系统。安森美半导体提供了一系列创新的车载网络产品组合,包括CAN、LIN和FlexRay收发器,这些产品均获得了AEC和TS16949认证。公司还提供集成了稳压器、驱动器、收发器和监控功能等其他电路的系统级芯片。图4是LIN和CAN总线连接的典型系统划分及安森美半导体的典型器件。

图4:LIN和CAN总线连接的典型系统划分。

  除了以上应用,安森美半导体采用先进汽车工艺技术的各种汽车应用产品,还可以用于汽车电子的其他部分,以实现优异的性能。这些器件包括:集成了关键系统组件的系统级芯片可提高系统可靠性,降低能耗,节省电路板空间;极低静态电流和宽线性稳压能力的线性稳压器具备短路保护和过温保护;采用自保护MOSFET的集成电路可取代继电器和保险丝驱动电磁线圈和灯;消除反向恢复振荡的高压整流器可提供低正向压降,提高效率;有瞬态电压保护功能的高可靠电子模块可实现I/O和传感器、负载突降、网络数据线和负载开关等保护。此外,安森美半导体还提供各种汽车级运算放大器比较器、可靠的电机和机电继电器驱动集成电路及插座、采用标准CMOS/低电压CMOS工艺的稳固的标准逻辑系列。

3、市场趋势与热点应用

  智能型功率系统级芯片(SoC):汽车中采用的电机及传感器等器件越来越多,预计未来平均每辆汽车中将使用达150至200个的电机及传感器。这幺多数量的电机及传感器,以及在汽车照明中使用得越来越多的LED,能以极少的智能型功率SoC来控制,从而说明大幅降低汽车制造总成本。安森美半导体的NCV76883就是一款智能型功率SoC,具备极高集成度,以单颗SoC控制远光灯及近光灯、日间行车灯、转向指示灯及雾灯等多种功能,所需外部组件极少。

  采用高能效电源方案及以LED照明替代传统照明,帮助降低二氧化碳排放:就汽车半导体市场而言,如果我们探究每辆汽车中所使用的半导体产品成分的话,可以发现北美、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。要降低汽车的二氧化碳排放,一个重要的途径就是采用符合汽车应用严格要求的高能效电源管理方案,使汽车能以更少的电能消耗执行相同的功能。此外,得益于诸如安森美半导体这样的领先汽车方案供货商提供的高集成度高能效智慧电源方案,可以减少汽车系统中的元器件使用数量并帮助节能减排。而随着高亮度发光二极管(LED)在性能及成本等各方面的提升,可以在汽车应用中采用高能效、环保的LED照明来替代传统照明方案,从而大幅减少燃油消耗及降低二氧化碳排放。


 

关键字:电子产品  方案

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2011/1227/article_4925.html
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