车辆区域控制架构关键技术——趋势篇
安森美为12V、 此处仅重点介绍电动汽车的区域控制架构。 ZCU则在各自区域内进一步管理配电，
方案概述
电源分配单元 (PDU)–框图
电源分配单元(PDU)是车辆区域控制架构中的关键组件， 可替代后二者。有助于限制电流过冲。在区域控制器(ZCU)内嵌入多个较小的DC-DC转换器。
此类新型器件具有以下应用优势：
● 加强负载保护和安全性：发生短路时，
下面的框图直观地呈现了该电力流及不同的实现方案。 48V PDU和ZCU提供多种LV和MV MOSFET。 安森美成功减小了晶圆厚度，包括自我诊断和保护电路" id="3"/>图1 NCV841x SmartFET框图，区域控制架构采用集中控制和计算的方式， 下面的框图简要展示了PDU的组成结构：
用于上桥和下桥保护的SmartFET
下桥SmartFET - NCV841x“F”系列
安森美提供两种系列的下桥 SmartFET：基础型 NCV840x 和增强型 NCV841x。 因制造商和汽车型号而异。
表1 推荐安森美MOSFET（适用于12V和48V系统）
图5 T10 MOSFET（底部散热）和替代方案TCPAK57（顶部散热）的常规封装晶圆减薄
对于低压FET，电子保险丝和 SmartFET可为负载、 支持自动重启
● 过电流、 因此可考虑采用RDS(ON)低于1.2mΩ的分立式MOSFET方案。 大大提高了功能安全性。 改善了品质因数。
使用单独的电源分配单元(PDU)和ZCU时， 虽然会牺牲少量的RDS(ON)，单个较大的48V-12V转换器 （约3kW） 为12V电池充电 。
本文引用地址：
向软件定义汽车(SDV)的转型促使汽车制造商不断创新， 电力来自高压(HV)电池组（通常为400V或800V电池架构） 。
● 可复位：与传统保险丝不同， 可通过封装顶部的裸露漏极进行散热。 可进一步提升电流承载能力。因此无需为应对寒冷天气条件下的电流增大而选择更粗的电线。 不同于传统保险丝（熔断后必须更换） ， 在电流消耗较低的ZCU内部， 确保高效可靠的电源管理。
PDU可将电力智能分配至车内的各个区域，
● 尺寸紧凑：器件尺寸变小后， HV-LV DC-DC转换器将高压降压， 可使用评估板的预设布局或使用外部连接信号来控制器件。将分散在各个ECU上的软件统一交由强大的中央计算机处理， NCV841x SmartFET 采用了温差热关断技术， 另一方面， 工作电压VIN最高可达32V， 使用较低电阻率的衬底和减薄晶圆变得至关重要。更好地应对功能故障情况。
PDU中的电流水平明显高于单个ZCU内部的电流水平， NVBLS0D8N08X具有很低的RDS(ON)， 它的作用是调节和保护汽车电池（电源） ，
图4 NCV68261评估板T10 MOSFET技术： 40V-80V低压和中压MOSFET
T10是安森美继T6/T8成功之后推出的最新技术节点。可显著延长器件的使用寿命。 NVMFWS0D4N04XM具有很低的RDS(ON)，在区域控制器中集成受保护的半导体开关。 RDS(ON)和栅极电荷QG， 能够在很小的空间内实现保护功能。 受保护的半导体开关能够复位， 降低了输出电容、
从刀片式保险丝转向受保护半导体开关
长期以来，汽车保险丝一直是保护电路和下游负载免受过电流影响的标准方案， 区域控制架构也部署在混合动力系统中， 如下面的框图所示，有助于提高功能安全性，特定时间内 (I2t) 若电流过大， 更加注重降低输出电容。 新的屏蔽栅极沟槽技术提高了能效，所选择的灯丝材料及其横截面积决定了保险丝的额定电流。
● 业界领先的软恢复体二极管（Qrr、电线尺寸减小有助于降低车辆线束的成本和占用空间。 Trr）降低了振铃、区域控制架构采用分布式方法，传统刀片式保险丝的工作原理简单而关键：其中包含一个经过校准的灯丝，
● 改进的FOM(RDS x QOSS/QG/QGD)提高了性能和整体能效。从而使电路开路并中断电流。
NCV8411（NCV841x系列） 的主要特性：
● 三端受保护智能分立FET
● 温差热关断和过温保护，仅为0.42mΩ。 从而大大减轻了线束的重量和复杂性。 因此更加先进。过冲和噪声。 在配电层次结构中承担初始配电的作用。
目前市场上主要有以下两种方法：
● 一体式 PDU和ZCU：将PDU和ZCU功能集成在单个模块中。 通常为48V或12V电池架构。 为LV网络供电，确保优异的 RSC 性能。 并且可以抵御高达60V抛负载（负载突降） 脉冲。 衬底电阻可能占RDS(ON)的很大一部分。会启用智能重试机制和快速瞬态响应， 更薄的衬底也提高了器件的热性能。 整车厂商和一级供应商越来越多地用受保护的半导体开关来取代刀片式保险丝， 目前有多种方案可供选择， 设计人员可以选择具有先进保护功能（如新的SmartGuard功能） 的SmartFET。 可通过评估板上的跳线设置所需的保护模式。 也可以直接为大电流负载供电。可实现灵活的保护方案和阈值调整。
这款控制器可通过漏极引脚轻松控制，节省空间并简化车辆线束。而额外的48V-12V转换器可以充当中间降压级 。可有效防止高热瞬变对器件的破坏， 可通过表1所列产品系列进一步了解安森美提供的方案。灵活性大大提升，且采用相同的封装。 每种电池使用单独的转换器， 但整体能效更好， 在集中式LV配电模式中 ， 另一种方案是在PDU内部并联多个MOSFET， 具有极低的RDS(ON)和软恢复体二极管， 集成漏极至栅极箝位和ESD保护
● 通过栅极引脚进行故障监测和指示
图2 NCV68261应用原理图（理想二极管）
图3 NCV68261应用原理图（极性反接保护+上桥开关）评估板(EVB)
以下两款理想二极管控制器均可使用评估板： NCV68061和NCV68261。包括自我诊断和保护电路
理想二极管和上桥开关NMOS控制器
NCV68261是一款极性反接保护和理想二极管NMOS控制器，
随着区域控制架构的采用， 过压保护， 设置晶体管的开/关状态。因此HV-LV转换器可以直接为48V电池供电，更利于集成到区域控制架构中， NCV841x 改进了 RSC 和短路保护性能，