运用MOSFET实现完美安全系统
中心议题:
- 汽车电子系统中故障问题
- 车用MOSFET组件保护技术
- 如何在温度过高的情况下达到自我保护作用
- 采用热滞后电路
- 确保器件吸收的能量不超过最大额定值
车上所使用的灯泡到继电器、从LED显示照明到起动马达,许多组件的多元应用,不仅提供了各式各样的高负载性、低成本效益的解决方案,另外也必须兼具注重安全性汽车所要求的通讯及诊断能力。因此,为了增加车上电子系统的可靠性及耐久性,除了降低维修成本之外,设计人员在功率器件中加入故障保护电路,才能避免组件发生故障,降低电子系统所造成损害。
另外,在一般汽车行驶的情况下,一旦出现了车上的组件出现故障状况,将导致汽车上的电路系统发生短路,或电源无法供电。在远程传感器中采用车用金属氧化半导体场效晶体管(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor;以下简称MOSFET)组件技术后,将能适时地保护发生故障的组件,或者在汽车线束及故障组件之间形成一个很高的阻抗,降低故障的发生率。
车用MOSFET组件与自我保护技术
新车型的设计在某种程度上依赖电子电路的设计,用来降低成本、提高可靠性及丰富功能,另一方面也随着电气及电子系统不断地增加,以及它们占大部分汽车成本和重量的现实情况,使得电路保护设计成为设计工作中的一个关键因素。因此,为了汽车上组件适用性的问题,一般汽车组件的设计工程师大都会使用外部传感器、分立电路或者是使用软件来加以因应。不过,以目前的发展趋势来看,随着技术持续的发展,MOSFET这可归类在多载式导电的单极型电压控制组件,除了具有高频率性能、输入阻抗高、驱动功率小、热稳定性优良等优点之外,还能使功率组件更能够符合最低的系统成本,藉以达到更为优异的故障自我保护系统。因此,大部分的设计人员转而采用具有保护作用的MOSFET功率组件来完成。
图说:一般的汽车电路系统架构,大致上可简单分为嵌入式与便利端口等两种形式,而目前所使用的技术规范中,定义了MOSFET组件的技术规范。
在过去这几年当中,在汽车内、外部安装了电子设备,藉以控制汽车主体功能的汽车厂商持续地快速增加,使得车用半导体的应用数量也有显著的提升。而在复杂的车用电子系统中,几乎所有使用的功率组件除了要能因应环境快速的变化之外,在面对到电子产品关闭瞬间电流,及负载切断电源故障所引起的高压变化时,能有其因应之道。