據(jù)IC Insights預估,，到2030年電子產(chǎn)品在汽車整車中的成本比重會占到50%。汽車電子的不斷發(fā)展,，使得汽車的操控性,、安全性、舒適性大大提高,。然而隨著汽車電子設(shè)備的不斷增多,，汽車系統(tǒng)設(shè)計復雜度也在不斷提升。以車門控制系統(tǒng)為例,，車窗升降,、車門開關(guān),、后視鏡折疊,、水平與上下調(diào)節(jié)、電加熱,、轉(zhuǎn)向燈,、照地燈,、安全燈、控制面板背景燈,、按鍵,、高級配置中的后視鏡電防眩目等，功能要求越來越多,，設(shè)計越來越復雜,。為應(yīng)對日趨復雜的汽車車門控制設(shè)計，全球領(lǐng)先的半導體生產(chǎn)廠商安森美半導體提供了豐富的器件選型及系統(tǒng)解決方案,。
電子車門控制從廣義上分為兩種架構(gòu)：集中式控制與分散式控制,。集中式控制通過中心模塊控制和驅(qū)動車門中每個負載，這樣可降低整體成本,，但增加了控制器的復雜性,，且缺乏靈活性，產(chǎn)品升級換代成本較大,；分散式控制則是每個車門內(nèi)的負載由各自ECU模塊單獨控制,，也可由駕駛員側(cè)ECU通過CAN/LIN總線控制，特點是結(jié)構(gòu)簡單,，互換性和兼容性更好,，升級方便，但成本偏高,。安森美半導體能為兩種不同架構(gòu)提供完善解決方案,，充分滿足不同客戶的不同需求。
圖1：電子車門控制設(shè)計兩種架構(gòu)
集中式門控模塊解決方案
安森美半導體為門控方案提供了廣泛的汽車元器件組合：包括從汽車級低壓降(LDO)電源產(chǎn)品,，門鎖,、車窗升降、后視鏡調(diào)節(jié)電機驅(qū)動,，燈泡,、繼電器驅(qū)動，汽車級智能FET,，到車載網(wǎng)絡(luò)（IVN）涵蓋的獨立LIN收發(fā)器,、獨立CAN收發(fā)器、FlexRay收發(fā)器以及系統(tǒng)級基礎(chǔ)芯片(SBC）,。
1）LDO產(chǎn)品
LDO線性穩(wěn)壓器用于電池及后級穩(wěn)壓,，具有標準/低靜態(tài)電流、高電源抑制比(PSRR)/超低靜態(tài)電流,，以及跟蹤器和電流檢測功能,。安森美半導體提供完全支持汽車應(yīng)用特性(包括初級、次級供電)的LDO產(chǎn)品?；诎采腊雽w汽車LDO構(gòu)建的參考設(shè)計中,，靜態(tài)電流8µA~200µA，輸出電壓0.7V~10V,，適用于低ESR電容,，輸出電流為100mA~3A。
圖2：參考電源設(shè)計及仿真模型
根據(jù)從電池取電與負載供電之間靜態(tài)電流Iq的定義不同,，安森美半導體將LDO產(chǎn)品分了四個等級：
? 標準Iq LDO：100µA<Iq
? 低Iq LDO：50µA<Iq<100µA
? 超低Iq LDO：25µA<Iq<50µA
? 極低Iq LDO：Iq<25µA
NCV42xx和NCV85xx是標準靜態(tài)電流Iq＞60 μA的器件,。NCV42xx器件作為二級電源，是耐用的LDO系列,，提供多種整合特性,，如故障保護和熱過載。NCV85xx是微功耗LDO系列,，提供2.5 V,、3.3 V、5 V,、8 V和10 V可調(diào)輸出和固定輸出,，采用多種形式的熱增強封裝。
NCV86xx與標準靜態(tài)電流LDO管腳兼容,，靜態(tài)電流極低,，可達33 μA＜Iq＜50 μA；NCV87xx具有超低靜態(tài)電流Iq＜33 μA,，與極低靜態(tài)電流LDO管腳兼容,。
2）電機驅(qū)動產(chǎn)品
安森美半導體NCV7703集成了三組獨立的半橋，通過標準SPI通信可配置用作高邊,、低邊與H橋,，適用于汽車直流電機控制應(yīng)用。NCV7703在睡眠模式下?lián)碛袠O低靜態(tài)電流,，僅為1µA,；最低工作電壓5V；3組高邊與低邊可連接為半橋,、H橋,。其它特性包括兼容5V與3.3V系統(tǒng)；0.5A連續(xù)工作電流(峰值1A),，Rdson典型值為0.8Ω,；過壓、欠壓鎖定,；故障反饋,；1.4A過流閾值檢測,，可選擇性關(guān)斷；3A自動關(guān)斷限制,；過溫報警與保護；ESD保護達到6kV,。
NCV7707是一款汽車車身控制系統(tǒng)功率驅(qū)動芯片,，用于控制車前門負載，能夠控制后視鏡功能,，例如后視鏡位置,、加熱與折疊，包括電防眩目后視鏡,。此外,，集成了門鎖與安全鎖H橋驅(qū)動和四組燈驅(qū)動。NCV7707的主要特性包括集成PWM發(fā)生器,；可用于電防眩目后視鏡控制,，氛圍燈調(diào)節(jié)，高級的短路處理,，用于電機輸出的PWM,。附加值包括PWM高靈活性；氛圍燈調(diào)節(jié),；快速電防眩目后視鏡調(diào)節(jié)時間,；能驅(qū)動大功率鎖。
NCV7707電防眩目后視鏡控制方案如圖3所示,。電防眩目由NCV7707控制,，SPI控制電防眩目后視鏡；集成6位DAC與亮度控制邏輯,；集成放電低邊,；校驗診斷功能。
圖3：NCV7707電防眩目后視鏡控制方案
NCV7710是一款汽車車身控制系統(tǒng)驅(qū)動芯片,，集成了H橋用于控制門鎖電機,。NCV7710通過24位SPI控制，是NCV7707的簡化版,。NCV7710的主要特性包括高級短路處理,；用于電機輸出的PWM；用于控制與診斷的SPI接口,。附加值在于能驅(qū)動大功率鎖,，硬件、軟件與NCV7707兼容,。
3）燈泡/繼電器驅(qū)動產(chǎn)品
NCV7608是一款通用集成驅(qū)動,，集成8組輸出可作為高邊或低邊隨意使用,，每通道能提供350mA驅(qū)動電流，可驅(qū)動不同類型的電機及負載,，如燈泡,、LED和繼電器等。NCV7240是一款8通道低邊驅(qū)動,，每通道提供600mA驅(qū)動能力,，輸出采用16位SPI控制，提供方便的故障報告,，包括開路,、短路、過載與過溫,。此外,，通過INx引腳可并行控制輸出，一個專用的limp-home模式引腳(LHI)使能OUT1-OUT4,，同時關(guān)閉OUT5-OUT8,。
SmartFET用于外部負載的高/低邊驅(qū)動，安森美半導體提供的汽車級高/低邊智能FET器件有NCV8401A,、NCV8402A,、NCV8402AD、NCV8403A,、NCV8405A,、NCV8406A、NCV8408,、NCV8440A等低邊驅(qū)動器,，以及NCV8450A、NCV8452,、NCV8460A,、NCV8461等高邊驅(qū)動器。這些器件配有保護MOSFET,，并在其基礎(chǔ)上增加了多種保護功能,。
4）通信電路產(chǎn)品
NCV7340-3高速低功耗CAN收發(fā)器依靠ISO11898-2標準連接CAN控制器到CAN高速總線。該芯片是較大的網(wǎng)絡(luò)理想選擇,，通過使用Vsplit功能穩(wěn)定總線,，并能進入低功耗模式減少總功耗。其主要特性包括提供系統(tǒng)級的ESD保護,，耐壓達到±12kV,；與AMIS42665具有相同的功能和性能；改善了EMI性能,。
NCV7425是一款系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC）,，集成了LIN v2.1收發(fā)器和LDO,，符合高性能、可靠性與低成本需求,，提供3.3V及5V的輸出選擇,，支持150mA的負載。其附加值在于相比分離器件增加了系統(tǒng)可靠性,，減少了BOM降低了成本,。
分散式門控模塊解決方案
安森美半導體公司針對分散式門控模塊專門開發(fā)了功率級驅(qū)動芯片NCV7462與NCV7707。NCV7462是一款系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片,，集成了CAN和LIN 收發(fā)器,、2組LDO,、2路帶有運放的低邊繼電器驅(qū)動,、5組高邊驅(qū)動，符合高性能,、可靠性和低成本需求,。NCV7462的主要特性體現(xiàn)在它是高集成SBC器件，集成了CAN/LIN收發(fā)器,、整流器,、穩(wěn)定的驅(qū)動、看門狗等功能,，還能為客戶帶來增加系統(tǒng)可靠性的附加值,。NCV7707專用于控制前車門負載，包括后視鏡位置,、加熱和折疊,，除此之外，還有兩組半橋用于控制鎖電機,，以及4組高邊輸出驅(qū)動燈泡,。
圖4：分散式門控模塊示意圖
功率級芯片NCV7462與NCV7707直接由電池供電，外部電路需要有反極性保護電路,。NCV7462內(nèi)置的LDOVR1向微處理器uC供電,。微處理器uC通過SPI通信控制NCV7462與NCV7707，同時讀取其狀態(tài)信息,。這些器件已提供了完善的故障檢測及保護功能,，因而避免了采用過多的分立元件，大大減小了模塊的體積,，并提高了模塊的EMC(電磁兼容)特性,。
圖5：NCV7462與NCV7707高度集成分散式門控解決方案
總結(jié)
作為提供汽車電子高能效半導體解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商，安森美半導體運用先進技術(shù)和豐富經(jīng)驗為客戶車門設(shè)計提供了完善的解決方案和豐富的器件選型,。無論是集中式門控設(shè)計還是分散式設(shè)計,，安森美半導體都能提供各種產(chǎn)品,，包括電源LDO、不同負載驅(qū)動器,、滿足CAN,、LIN和FlexRay等不同車載網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的收發(fā)器產(chǎn)品、功能高度集成的SBC芯片等,，為滿足客戶的不同設(shè)計需求提供了全面保障,。