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汽車控制單元和分立電子元件的重要性

作者: 時間:2013-01-17 來源:網絡 收藏
現在的汽車設計工程師正不斷致力于設計出重量和能耗更低,同時安全性和舒適性更高的汽車。工程師們越來越排斥利用常規的能耗技術——笨重而高成本的機械解決方案來達到這樣的目標。平均到每一輛車來說,每額外增加50kg的重量或100W的功率會帶來0.2 L/100 km的油耗增加,因此消費者所寄望的太多的汽車性能革新都需要依靠電子器件來實現,而Vishay的隨后可以為這些器件提供強大的功能支持。

這些主要的設計挑戰包括實現復雜的駕駛員輔助系統與信息支持系統,它們必須易于使用,并能提供動態性能以及連接成網絡。集中式安全性系統、防撞系統、停車輔助系統、車道偏離檢測、遠程信息與多媒體系統、駕駛者身份進入與啟動系統以及艙內娛樂系統,這一切的應用使得駕駛人員感到駕駛的舒適和安全,方便地由“A”點去往“B”點,讓駕車真正成為一種享受。

但是,所有這些特性都需要用高效的電源和功率管理系統來實現。對于這類關鍵應用,Vishay公司提供----如采用TrenchFET?專利的功率MOSFETs(金屬氧化物半導體場效應晶體管)和采用Power Metal Strip?專利的電阻器等,它們可以達到在快速響應時間下的高電流和高溫度等要求。

具有先進前燈對位性能的HID氙燈大大改善了駕駛員的路視狀況,它要求使用高壓薄膜電容器用于燈光點亮,使用高效(低RDSon)MOSFET用做鎮流器。夜視系統要求使用高功率IR二極管使基于照相機的探測系統閃亮,而Vishay是世界上第一大IR二極管生產商,它還提供上述應用所需要的所有類別的(CCD傳感器除外)。Vishay正在加強對光檢測與測距(LIDAR)、自適應駕駛控制(ACC)研究的支持,超快速PIN光二極管和IR激光二極管驅動器,以及超快速照相閃光IR發射器都已應用到防沖撞系統中。

隨著汽車保有量以及由它們的發動機所排出的污染量的不斷增加,這會對環境和人類的健康都帶來威脅。因此,汽車排放和燃油消耗受到法律的制約越來越嚴格。汽車制造商正在開發復雜的發動機管理、廢氣再循環,以及清潔系統,來滿足這些限定要求。但是,這些系統的實現有賴于傳感器,而傳感器需要在典型的機蓋、發動機機體和變速箱溫度下可靠地工作,這些溫度可以高達1300 °C。傳感器與高效ECU配用更是需要使用極為精確的電壓分電器和電阻器,以上這些元件Vishay已做到大量生產。事實上,Vishay是這類應用所用薄膜電阻產品的第一大制造商。電池管理需要使用特殊的電流傳感器和控制器,這些都可由Vishay創新的Bulk Metal ? 箔片技術、分流電阻器,以及PWM開關MOSFET進行支持。

安全系統中的電子元件——關鍵任務應用

諸如氣袋等安全性應用屬于關鍵性任務,它們不允許出現一絲故障。因此,一項不可避免的防范措施是適時地測試潛在救生電路中用到的全部的安全性相關電子元件。這正是許多廠商采用Vishay Bccomponents長壽命鋁電解電容器用于儲能應用的原因。這類電容器在生產過程中得到充分測試,以保證其可靠的品質。Vishay還擁有定制設計和制造特種電解電容器的能力——提高其使用壽命性能(工作循環、應用波形和溫度),或增加其溫度性能(高波紋電流或增加環境溫度)。

另外,精確性對于可靠性是至關重要的。例如,電壓分電器網絡采用薄膜電阻器技術確保精確性。薄膜技術通常會提供比厚膜技術更好的漂移性能、更低的噪聲、更低的溫度系數(TC),以及更好的脈沖處理能力。在用到多個電阻器的情形下,Vishay的薄膜電阻器陣列會提供跟蹤和穩定漂移的附加優點。

雨刮器系統可認為是安全性產品,因而它需要經受多個循環的耐疲勞度測試。薄膜電容器廣泛地用于這種應用中,雨刮器頻繁的停-擺產生復雜的電磁干擾(EMI)及電磁兼容性(EMC)問題。Vishay的Roederstein膜電容器理想地適于這種應用。而且Vishay 還提供一種新型的集成式無源器件(IPD),它把膜電容器的濾波性能以并聯的形式與變阻器的過壓保護性能結合在一起。變阻器只簡單地提供一種低阻抗通路,防止在由其它電路元件(即雨刮器電機、繼電器)產生瞬間大電壓情況下,膜電容器過充。IPD做到了節省電路板空間和生產成本。

使用非可見光電子技術測定車體存在、重量、大小和其它因素的智能型安全性系統變得越來越普及。光傳感器還用來測定車輛內(即太陽負載傳感器)外(即雨傳感器)的環境條件。這使得氣袋、主動剎車裝置和其它潛在的救生安全性系統得到更有效的運用。Vishay提供多品種的非可見光元件,這包括IR LED、IR模塊(接收器/探測器與發射器組合),以及定制解決方案等。

勿需多言,幾乎所有的電子器件都需要在甩負載和反向電池條件下得到保護。Vishay半導體公司是世界上生產瞬間電壓抑制器和功率二極管的領先廠商,這些元件各自提供適當的保護。但是,如果你選擇一種P溝道MOSFET方案用于反向極性保護,那么Vishay的Siliconix---功率MOSFET進展方面的技術領先者,擁有幾個產品類型供選擇。對高于10A的負載,這是最佳和最具成本效益的解決方案。對于EMI濾波,Vishay的屏蔽式SMD IHLP電感器系列對于超高電流應用(達120A)是極為優異的解決方案。IHLP電感器甚至可用于高開關頻率DC-DC轉換器。

儀表組應用——不僅僅滿足觀察的要求

在觀察路面情況之外,駕駛員花去他們大部分的時間來關注車輛上的儀表組。因此汽車制造商把大量的考量放在如何設計它們上是不奇怪的。儀表組不只是在設計上要用戶界面友好,而且它還是車輛標志的一部分,一些顯要顏色的使用是與特定制造廠商相聯系的。由此,跨車輛所有內部構成使LED匹配的能力成為一致性設計的一個先決條件,這些車輛構成包括儀表組、收音機以及車內氣候控制等。

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