汽車控制單元和分立電子元件的重要性
Vishay是汽車市場用LED技術(shù)的世界領(lǐng)先者。除了PLCC-2表面安裝封裝類型外,Vishay 還開發(fā)了PLCC-3,它通過增加金屬接觸面積改進(jìn)了散熱性能。還有超小型封裝類型含MiniLED(尺寸接近PLCC-2的50%)、ChipLED(0603封裝)供有空間約束的設(shè)計使用。
節(jié)省空間的另一種方式是單一封裝提供具有多種顏色的LED。VISHAY的 PLCC-4允許把兩種或三種顏色的管芯置于單一封裝內(nèi)以取得顏色靈活性。節(jié)能是LED要解決的另一個重要問題,于是低電流、高亮度LED成為夜晚環(huán)境下和停車照明時的一種極好的選擇,這種時候需要在發(fā)動機(jī)關(guān)閉情況下,經(jīng)常性地由車輛電池來供電。對于通孔設(shè)計,還提供3MM、5MM以及集成電阻器(由用戶定義)LED。最為重要的是VISHAY能夠與客戶一起工作來提供顏色、波長和亮度的最佳解決方案。
除了儀表組中顯見的元件外,構(gòu)成一個完整的解決方案還需要一定數(shù)量的附加無源與半導(dǎo)體元件,VISHAY為用戶提供寬范圍的元件選擇。對于驅(qū)動LED,VISHAY擁有各種封裝、尺寸,以及技術(shù)如厚膜、薄膜與線繞等大范圍的電阻器可供選擇。如果可以,電阻陣列可用來代替多個電阻器,以節(jié)省板空間和降低占位成本。
Figure 1: Relative board space savings with resistor arrays. Basic resistor array diagram.
圖1 采用電阻陣列帶來的板空間節(jié)省?;镜碾娮桕嚵锌驁D
在許多情況下,儀表組直接與車輛的電池連接,要求具有車輛甩負(fù)載保護(hù)(ISO 7637-2, 測試脈沖 5)和反向極性保護(hù)。VISHAY的專利PAR? 汽車TVS專為處理汽車環(huán)境中的甩負(fù)載脈沖而設(shè)計。對于反向極性保護(hù),VISHAY提供有功率二極管。如果選擇使用一種功率MOSFET方案作為替代,那么VISHAY SILICONIX是P頻道MOSFET研發(fā)的領(lǐng)先技術(shù)可供參考。
一個挑戰(zhàn)性的任務(wù)——支持現(xiàn)代傳動系統(tǒng)
高效發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)需要監(jiān)控排廢(氣體循環(huán))系統(tǒng)內(nèi)和周圍的傳感器的多種信號:λ傳感器、NOx傳感器、溫度傳感器以及空氣量傳感器。它們能夠幫助降低發(fā)動機(jī)的有害排放。燃噴油量需要由現(xiàn)代的噴油器(壓電噴油器)與點火系統(tǒng)(激光點火)來減低和得到更好地控制。這將降低柴油或Otto發(fā)動機(jī)(四沖程往復(fù)點燃式發(fā)動機(jī))近15%-20%的排放,并將增加發(fā)動機(jī)效率約7%。
噴油閥驅(qū)動器、發(fā)動機(jī)控制單元、反向極性保護(hù)、升壓轉(zhuǎn)換器以及溫度傳感器是這種任務(wù)的主要功能單元?,F(xiàn)代發(fā)動機(jī)管理還包括在最佳工作溫度下運行發(fā)動機(jī)。傳統(tǒng)水泵的能耗是1.5 kW,通過使用新款僅重2 kg的水泵能耗可以降低到0.2 kW,這樣在每個起動階段發(fā)動機(jī)效率可以降低燃油消耗約0.5升。Vishay提供ChipFET? MOSFET、電流檢測電阻器、高溫NTC傳感器,以及其它發(fā)動機(jī)控制元件。
共軌壓電直列式噴油器對于降低排放、降低燃油消耗以及發(fā)動機(jī)降噪都十分重要。但高效和(超)快速控制電子裝備需要高的電壓。壓電致動器要求250 V的快速切換。最適于這一要求的是Vishay的30V TrenchFET?技術(shù),以及Vishay IHLP 功率傳感器,它用于升壓轉(zhuǎn)換器。
和噴油控制幾乎同等重要的是質(zhì)量流量與節(jié)氣閥控制,Vishay提供運動傳感器和NTC/PTC溫度傳感器用于這些應(yīng)用。一體式的起動器—發(fā)生器和混合傳動將在未來得到應(yīng)用,以使汽車更加高效和降低排放。在全混合汽車中,電機(jī)提供基本的傳動,排放大為降低。如果駕駛員要求更多功率,內(nèi)燃機(jī)會切換使用以支持其需求并載入電池。這將大大降低燃油消耗,尤其是在停停走走的交通路況時。
為控制和驅(qū)動這種技術(shù),電子電路就需要高電壓、高溫度和耐受脈沖元件——如功率MOSFET、膜電容器、電流檢測電阻器、瞬間電壓抑制二極管,功率肖特基二極管,以及混合陶瓷安裝的金端接高功率電感器。用于諸如兩模式和適度混合汽車上的新技術(shù)將額外改善燃油消耗15%。42V板網(wǎng)絡(luò)(42-V board nets )是擴(kuò)展的功率要求和混合技術(shù)的答案。它們將進(jìn)一步降低線纜和連接器的重要,改進(jìn)功率的效用性,并使汽車設(shè)計工程師能夠使用X-by-wire技術(shù),將更多的舒適和安全性電子裝備置于車輛中。在通常的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,駕駛員會感覺到任何阻止車輪轉(zhuǎn)向的阻力。但是,X-by-wire系統(tǒng)所具備的不同的操控特性需要使用新的分立傳感器技術(shù)如用于軸向轉(zhuǎn)矩的光角度傳感器、應(yīng)力傳感器,用于電機(jī)的高電流傳感器和快速開關(guān)器件,以及制動器,以為電子系統(tǒng)和駕駛員提供回饋。
過去幾十年的發(fā)展業(yè)已證明,復(fù)雜電子裝備在汽車中的使用是呈指數(shù)式增長的。盡管車輛中微控制器能力增加,數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)復(fù)雜化,但分立電子元件是需要用來提供增強(qiáng)的傳感器功能性和執(zhí)行由控制器發(fā)出的命令的。分立元件必須勝任在苛刻環(huán)境中工作,必須處理增加的功率,必須更快更動態(tài)地響應(yīng)微控制器邏輯。傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)記錄、信號條件、能量存儲能力、EMI過濾、高功率整流、開關(guān)和傳輸,以及敏感性微電路的保護(hù)等仍需要采用分立電子元件,其重要性無可取代。(end)
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