安森美半導(dǎo)體高效節(jié)能汽車(chē)電子方案配合發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，在市場(chǎng)增長(zhǎng)和消費(fèi)者購(gòu)車(chē)習(xí)慣轉(zhuǎn)變的推動(dòng)下，汽車(chē)制造商越來(lái)越趨向于采用更復(fù)雜的電子元器件來(lái)增加新的舒適/使得功能，同時(shí)致力于節(jié)能減排以配合更嚴(yán)格排放法規(guī)需求。身為應(yīng)用于高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供應(yīng)商，安森美半導(dǎo)體積極推出強(qiáng)固及創(chuàng)新的高能效汽車(chē)解決方案，減少?gòu)U氣排放，提高燃油經(jīng)濟(jì)性、增強(qiáng)動(dòng)力系統(tǒng)、照明、安全、車(chē)載網(wǎng)絡(luò)和信息娛樂(lè)系統(tǒng)的性能和可靠性。
　　汽車(chē)電子發(fā)展趨勢(shì)
　　從總體上看，平均每輛汽車(chē)中的半導(dǎo)體成分在增高。其中北美、歐洲和日韓等傳統(tǒng)汽車(chē)市場(chǎng)的平均每輛汽車(chē)半導(dǎo)體成分是中國(guó)汽車(chē)的2倍，另一方面，這也顯示出中國(guó)等新興市場(chǎng)的汽車(chē)電子發(fā)展空間非常廣闊。
　　在各類(lèi)汽車(chē)應(yīng)用市場(chǎng)中，動(dòng)力系統(tǒng)、信息娛樂(lè)系統(tǒng)等尤為引人注目。其中，在汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)方面，目前存在由相同目標(biāo)推動(dòng)的兩個(gè)重要趨勢(shì)：高能效及更清潔的汽車(chē)。世界各國(guó)政府機(jī)構(gòu)正在推動(dòng)相關(guān)提案及法規(guī)，迫使汽車(chē)OEM設(shè)法減少燃油消耗及廢氣（二氧化碳、NOx等）排放。工程師們需要極具創(chuàng)意，使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（ICE）汽車(chē)提供更佳的燃油經(jīng)濟(jì)性；讓新一代混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車(chē)更加節(jié)能。
　　上述趨勢(shì)有賴(lài)于電子電路來(lái)配合開(kāi)發(fā)更清潔及更高能效的汽車(chē)。從半導(dǎo)體的角度看，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)與混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)估計(jì)的半導(dǎo)體成分之比為1:5。從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向使用電動(dòng)機(jī)將提升汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)槠?chē)將使用電力來(lái)驅(qū)動(dòng)。由于石油價(jià)格及高性?xún)r(jià)比電池技術(shù)及基礎(chǔ)設(shè)施的就緒等因素，預(yù)計(jì)約在2025年汽車(chē)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)將大規(guī)模轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)。
　　與此同時(shí)，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)將繼續(xù)提升能效，但一鍵啟動(dòng)/停止交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、更智能的噴射驅(qū)動(dòng)器IC等某些附加技術(shù)將有賴(lài)于更精確的傳感器信號(hào)和汽車(chē)工程師更深入的系統(tǒng)專(zhuān)長(zhǎng)。發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸的減小將以更智能的渦輪增壓技術(shù)予以補(bǔ)償。最終，部分或完全混合設(shè)計(jì)的汽車(chē)將幫助提升加速時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)能效，以電動(dòng)力替代通常相當(dāng)耗油的熱動(dòng)力。
　　車(chē)載信息娛樂(lè)應(yīng)用方面的挑戰(zhàn)是整車(chē)企業(yè)必須考慮如何將更多的軟件和硬件內(nèi)嵌到汽車(chē)之內(nèi)，把汽車(chē)變成一個(gè)新的移動(dòng)設(shè)備；還要用集成實(shí)現(xiàn)最小化，集中精力實(shí)現(xiàn)的汽車(chē)與其他設(shè)備之間的最好聯(lián)通，如手機(jī)、智能電話(huà)以及其他的消費(fèi)電子設(shè)備。而且對(duì)于車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)而言，集成的功能越來(lái)越多，如可能包括導(dǎo)航系統(tǒng)、AM/FM收音機(jī)和CD/DVD播放、衛(wèi)星廣播等，使系統(tǒng)的復(fù)雜度越來(lái)越高，且對(duì)電源的要求也在提高。例如，汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng)電源既要求低電流——為微控制器（MCU）及傳感器供電（5 V、3.3 V，電流10～100 mA），也需要大電流——為高性能處理器（DSP）及USB供電（5 V、3.3 V、1.2 V，電流0～3 A）；而LED背光需要電壓12 V、電流低于1 A供電，其它設(shè)備（天線(xiàn)、風(fēng)扇、電機(jī)、VFD顯示屏驅(qū)動(dòng)等）還有其它電壓要求。
　　安森美半導(dǎo)體配合新趨勢(shì)的動(dòng)力控制及車(chē)載娛樂(lè)解決方案
　　1. 動(dòng)力控制方案
　　FlexRay是車(chē)載網(wǎng)絡(luò)（IVN）應(yīng)用快速興起的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，正在替代當(dāng)前基于控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）及本地互連網(wǎng)絡(luò)（LIN）的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸速率提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)，而且可靠性更高，使下一代汽車(chē)能夠應(yīng)用更先進(jìn)的安全、動(dòng)力系統(tǒng)及舒適機(jī)制。
　　安森美半導(dǎo)體擴(kuò)充了汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品陣容，推出了一款符合業(yè)界最新采用的FlexRay通信協(xié)議的總線(xiàn)收發(fā)器IC——NCV7381。該器件是一款極強(qiáng)固的單通道器件，能夠提供高達(dá)10 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。這新器件完全遵從FlexRay?電氣物理層規(guī)范3.0.1版，在有線(xiàn)FlexRay?通信介質(zhì)及協(xié)定控制器/主機(jī)之間提供差分傳送及接收能力。 NCV7381的模式控制功能經(jīng)過(guò)了優(yōu)化，用于持續(xù)連接至汽車(chē)電池的節(jié)點(diǎn)。這器件提供低能耗工作及配合遠(yuǎn)程喚醒檢測(cè)的低能耗模式接收器。NCV7381能夠采用5.5伏（V）至50 V電池供電電壓工作，可以集成在12 V及24 V汽車(chē)電源系統(tǒng)中。它在完整頻率范圍內(nèi)提供優(yōu)異的電磁耐受性（EMS）性能。
　　
　　圖1：NCV7381典型應(yīng)用電路圖。