安森美半導體高效節能汽車電子方案配合發展趨勢

近年來，在市場增長和消費者購車習慣轉變的推動下，汽車制造商越來越趨向于采用更復雜的電子元器件來增加新的舒適/使得功能，同時致力于節能減排以配合更嚴格排放法規需求。身為應用于高能效電子產品的首要高性能硅方案供應商，安森美半導體積極推出強固及創新的高能效汽車解決方案，減少廢氣排放，提高燃油經濟性、增強動力系統、照明、安全、車載網絡和信息娛樂系統的性能和可靠性。
　　汽車電子發展趨勢
　　從總體上看，平均每輛汽車中的半導體成分在增高。其中北美、歐洲和日韓等傳統汽車市場的平均每輛汽車半導體成分是中國汽車的2倍，另一方面，這也顯示出中國等新興市場的汽車電子發展空間非常廣闊。
　　在各類汽車應用市場中，動力系統、信息娛樂系統等尤為引人注目。其中，在汽車動力系統方面，目前存在由相同目標推動的兩個重要趨勢：高能效及更清潔的汽車。世界各國政府機構正在推動相關提案及法規，迫使汽車OEM設法減少燃油消耗及廢氣（二氧化碳、NOx等）排放。工程師們需要極具創意，使內燃發動機（ICE）汽車提供更佳的燃油經濟性；讓新一代混合動力及電動汽車更加節能。
　　上述趨勢有賴于電子電路來配合開發更清潔及更高能效的汽車。從半導體的角度看，標準內燃發動機汽車與混合動力汽車的動力系統估計的半導體成分之比為1:5。從內燃發動機轉向使用電動機將提升汽車的燃油經濟性，因為汽車將使用電力來驅動。由于石油價格及高性價比電池技術及基礎設施的就緒等因素，預計約在2025年汽車內燃發動機將大規模轉向電動機。
　　與此同時，內燃發動機汽車將繼續提升能效，但一鍵啟動/停止交流發電機系統、更智能的噴射驅動器IC等某些附加技術將有賴于更精確的傳感器信號和汽車工程師更深入的系統專長。發動機尺寸的減小將以更智能的渦輪增壓技術予以補償。最終，部分或完全混合設計的汽車將幫助提升加速時的發動機能效，以電動力替代通常相當耗油的熱動力。
　　車載信息娛樂應用方面的挑戰是整車企業必須考慮如何將更多的軟件和硬件內嵌到汽車之內，把汽車變成一個新的移動設備；還要用集成實現最小化，集中精力實現的汽車與其他設備之間的最好聯通，如手機、智能電話以及其他的消費電子設備。而且對于車載信息娛樂系統而言，集成的功能越來越多，如可能包括導航系統、AM/FM收音機和CD/DVD播放、衛星廣播等，使系統的復雜度越來越高，且對電源的要求也在提高。例如，汽車信息娛樂系統電源既要求低電流——為微控制器（MCU）及傳感器供電（5 V、3.3 V，電流10～100 mA），也需要大電流——為高性能處理器（DSP）及USB供電（5 V、3.3 V、1.2 V，電流0～3 A）；而LED背光需要電壓12 V、電流低于1 A供電，其它設備（天線、風扇、電機、VFD顯示屏驅動等）還有其它電壓要求。
　　安森美半導體配合新趨勢的動力控制及車載娛樂解決方案
　　1. 動力控制方案
　　FlexRay是車載網絡（IVN）應用快速興起的一項標準，正在替代當前基于控制器區域網絡（CAN）及本地互連網絡（LIN）的系統，數據傳輸速率提升了一個數量級，而且可靠性更高，使下一代汽車能夠應用更先進的安全、動力系統及舒適機制。
　　安森美半導體擴充了汽車網絡產品陣容，推出了一款符合業界最新采用的FlexRay通信協議的總線收發器IC——NCV7381。該器件是一款極強固的單通道器件，能夠提供高達10 Mbps的數據傳輸速率。這新器件完全遵從FlexRay?電氣物理層規范3.0.1版，在有線FlexRay?通信介質及協定控制器/主機之間提供差分傳送及接收能力。 NCV7381的模式控制功能經過了優化，用于持續連接至汽車電池的節點。這器件提供低能耗工作及配合遠程喚醒檢測的低能耗模式接收器。NCV7381能夠采用5.5伏（V）至50 V電池供電電壓工作，可以集成在12 V及24 V汽車電源系統中。它在完整頻率范圍內提供優異的電磁耐受性（EMS）性能。
　　
　　圖1：NCV7381典型應用電路圖。