傳統電路保護裝置中,保險絲是最常用的手段之一,最早可以追溯至 19 世紀後半葉。也正因其成本低、易操作等優點一直被沿用至今。然而,這種以 " 熔斷 " 為代價的解決方案正逐漸受到汽車行業的抛棄。
比如,特斯拉 Model 3 已經徹底取消在車上應用低壓保險絲和繼電器。原因無它,當汽車電子電氣架構從分布式向域 / 區域控制的方向發展時," 随壞随換 " 的保險絲已然難堪大任。
一方面,車載 ECU 長期工作在高溫環境中,使用條件相對封閉。而所說的域 / 區域控制則是将一些功能類似但分離的 ECU 功能集成到一個 MCU 等處理器平台上,如此一來,避免更換電路保護裝置就顯然尤為重要;
另一方面,汽車 ECU 受驅動能力限制,一般不能直接驅動大功率負載,需要通過繼電器來控制負載,除了保險絲外,繼電器通過弱電流控制強電流實際也能起到保護電路的作用。不過,二者都屬于被動元件,沒有故障診斷和狀态監測等功能。
這些要求讓 IPD(Intelligent Power Device;智能功率器件)适時而生。就在近日,羅姆半導體推出了一款智能低邊開關産品 BV1LExxxEFJ-C/BM2LExxxFJ-C。基于羅姆自主開發的 IPD 專用生産線,該産品将溝槽 MOS 和 CMOS 集成在了一枚芯片中,不僅可以提供更高水平的電路保護、靜音,同時還具備雙重故障反饋、可調限流和壓擺率控制。
簡單理解,IPD 即用半導體技術實現保險絲和繼電器的功能。在提升功能安全的基礎上,減少布線量,有助于整個系統更節能、尺寸更小、更輕便。包括引擎控制、變速箱控制、車燈、防抱死制動系統等都可以應用 IPD。
有數據顯示,在工業市場領域,IPD 規模已經達到約 2.18 億美元;在車載市場上,IPD 需求量也日益增長,年增長超過 7 億美元。2021 年全球 IPM 市場,前十家廠商合集占據 89% 的市場份額,羅姆排在第九位。
車載 ECU 或者 MCU 内部需要使用大量的功率開關器件,在電動化和智能化轉型浪潮的助推下,IPD 的市場前景不可估量。而此次,羅姆也将自有的電路和器件技術—— TDACC ™用在了新品上,來助力安全工作并減少功率損耗。
通常情況下,低導通電阻和高散熱能力是一對矛盾體,往往是需要權衡的兩個對立面。尤其在小型 IPD 裡面很難同時實現低導通電阻和高散熱能力。不過基于 TDACC ™工藝,羅姆同時實現了這兩個目的。以此次推出的單通道、雙通道兩個系列共 8 款産品來說,最大耐壓 40V,最小導通電阻 40m Ω,均已通過 AEC-Q100 車規認證。
據悉,現階段羅姆 IPD 新品每月生産規模達到 60 萬片,未來将在 TDACC ™技術支持下進一步推進 IPD 專用工藝的微細化,開發出更低導通電阻、更小型、更多功能、更多通道的産品,用更豐富的産品陣容,拿下更多市場份額。