| 如何有效提高汽車動力總成中電磁閥和致動器應用的可靠性？ |
| 日期：2020/12/18 10:20:00 作者： |
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在車輛的整個使用壽命中，安全可靠地驅動電磁閥和制動器至關重要。在諸如發動機控制、變速箱控制和制動系統等應用中，可能需要運行幾十億次循環。
通常，在驅動電磁閥和制動器時，工程師有四種拓撲可以選擇。最合適的拓撲取決于特定的應用需求，包括性能、效率、器件數量、可用的PCB空間。
所有拓撲都使用“峰值和保持”概念，即首先使用較高（峰值）電流來激活機械電磁閥，然后降低電流（保持）以保持機械運動。第一個選項是升壓拓撲，將電池電壓升至60V。盡管這種拓撲結構最節能，但是需要的器件數量最多，并且在DC-DC轉換電路內部還需要保護二極管和其他MOSFET。
續流二極管拓撲需要的器件較少。這種拓撲結構控制電磁閥電流的方式與升壓設計相同，但控制電壓為14V。在關斷時，通過續流二極管進行能量耗散。因此，二極管的固有效率將決定整個系統的效率。
第三種方法采用有源鉗位的形式控制感性負載。它使用的器件數量與續流二極管設計類似。但是在這種設計中，在關斷時齊納二極管將開啟低端MOSFET，并且能量將通過MOSFET耗散。在這種特殊的設計中，需要仔細考慮低邊MOSFET的安全工作區域（SOA），以確保重新開啟器件時不會損壞該組件。
最后的選項是重復雪崩設計，該設計利用低邊MOSFET在雪崩條件下重復工作的能力。當超過MOSFET的BDVSS時，就會發生雪崩，并迫使MOSFET進入雪崩擊穿狀態。在采用重復雪崩關斷電路時，電感負載中的能量通過低端MOSFET耗散。這種方法簡化了設計，因為它所需的器件比其他三種方案都少。此外，在所有四種拓撲中，它的關閉時間最短（按照速度排序：重復雪崩、升壓、有源鉗位和續流）。這一特性非常重要，因為更短的關斷時間不僅能夠改善電磁閥和制動器等器件的精確控制，還能延長這些機電設備的使用壽命。
直到最近，工程師才能自由地選擇使用重復雪崩的拓撲，因為可供選擇的MOSFET，過去僅限于基于較舊平面半導體技術的器件，而不是性能和效率更高的溝槽結構。Nexperia針對這一挑戰推出了最新的汽車級MOSFET。
安世半導體推出首款基于高性能溝槽芯片結構的雙路MOSFET。其重復雪崩性能得到十億次雪崩事件測試的保證。除了重復雪崩方案固有的空間和BoM（材料清單）優勢外，將兩個芯片集成到緊湊的封裝中還有助于進一步減少電路板面積，并提高系統可靠性。
新的MOSFET完全符合AEC-Q101汽車標準175°C認證，提供40V和60V選項，典型RDS（ON）額定值為12.5-55mΩ。所有器件均采用公司節省空間的LFPAK56（Power-SO8）銅夾片封裝技術。該封裝堅固、耐用而且可靠；配備鷗翼引腳，改進了可制造性，包括兼容自動光學檢查（AOI）。
查詢進一步信息，請訪問官方網站 http://www.nexperia.com。（Richard Ogden，Nexperia）
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