方案介绍
使用电子熔丝(eFuse)和 SmartFET 的智能接线盒(SJB)解决方案可简化布线并提高安全性,为现代汽车提供智能电源控制和诊断功能。
随着汽车向电气化和先进架构发展,传统的保险丝和继电器系统已无法满足现代汽车对效率、诊断和可靠性的要求。SJB 以智能固态解决方案取代这些传统组件,在现代汽车平台上实现先进的配电和保护功能。SJB 是管理电气负载、监控系统健康状况并提供实时诊断反馈的中心枢纽;通过集成电子开关和数字化保护功能,SJB 降低了布线复杂性,减轻了系统重量,并提高了整体稳健性。
SJB 的关键技术包括电子熔丝(eFuse)和 SmartFET,可提供精准的电流控制、故障保护和可重置功能。电子熔丝模拟机械熔丝,但增加了可编程性、热关断和电流限制功能,以提高安全性。SmartFET 可为发动机控制模块(ECM)和车身控制模块(BCM)等模块中的分布式负载提供高效的高压侧和低压侧开关。
需要说明的是,SJB 在现代汽车中虽必不可少,但只是向分布式分区架构迈出的过渡性阶段,分布式分区控制器最终将取代集中式接线盒。这一转变将进一步简化汽车制造过程中的线束及其装配、减轻重量,推动软件定义汽车平台的发展。在 SJB 技术的支持下,制造商可以实现更智能的电源管理、更优秀的诊断能力和更低的系统成本。
区域控制器
主配电单元 12V
主配电单元 48V
一、核心功能与架构
SJB 以微控制器(MCU)为控制核心,覆盖 48V 电源网与低压 / 12V 电源网双电源域,通过多路功率驱动与 SmartFET 向各类负载配电,并经车载网络与整车通信(系统架构见文末示意图)。
· 电源与辅助电源:48V 电源网经 48V 专用 LDO 与 48V-12V DC-DC 转换器(非必需)转换为系统电源;低压电源网经低压功率分立器件与理想二极管控制器构成辅助电源,再经降压与 LDO 为控制电路供电。
· 主要保护侧:在 12V 电源总线与高压 - 12V 直流变换侧设置分立断路与理想二极管控制器,构成主要保护,向区域性高性能计算、转向、制动等关键负载供电。
· 功率驱动输出:通过多通道半桥栅极驱动器、高侧栅极驱动器配合功率分立器件,以及多通道高侧驱动器、多通道半桥驱动器,向各类负载提供开关与驱动;SmartFET 高侧 / 低侧驱动低电流与分布式负载,跟踪型 LDO 为传感器供电。
· 通信:经 CAN、LIN、10Base-T1S 等车载网络与整车通信,并配备 ESD 静电保护。
· 感应与 MCU 接口:集成电流感应、电压监控、运算放大器与比较器、IO 扩展器、EEPROM 与接口器件,实现负载电流 / 电压监测、系统健康诊断与参数存储。
二、核心物料推荐与优势
1. 电子熔丝(eFuse)
- 推荐型号:NIV3071 eFuse。
- 产品特点:模拟机械熔丝的保护功能,并增加可编程性、热关断和电流限制功能。
- 方案价值:以电子熔丝取代传统机械熔丝,在 SJB 中提供精准电流控制、故障保护与可重置能力,提升配电安全性与诊断能力。
2. SmartFET(高侧 / 低侧开关)
- 产品特点:提供具有模拟电流检测功能的高侧 SmartFET 与低侧 SmartFET,为分布式负载提供高效开关。
- 方案价值:为 ECM、BCM 等模块的分布式负载提供高效的高压侧和低压侧开关;模拟电流检测实现负载电流监测,配合诊断反馈。
3. 栅极驱动器与功率分立器件
- 产品特点:多通道半桥栅极驱动器、高侧栅极驱动器配合功率分立器件,构成功率开关级。
- 方案价值:驱动多通道半桥与高侧功率开关,向驱动类与高功率负载提供受控输出,是 SJB 配电与驱动的核心功率级。
4. 多通道驱动器(高侧 / 半桥)
- 产品特点:多通道高侧驱动器与多通道半桥驱动器,集中驱动多路负载。
- 方案价值:以多通道集成方式减少器件数量、降低布线复杂度,集中管理多路电气负载,减轻系统重量。
5. 辅助电源与保护器件
- 产品特点:48V 专用 LDO、48V-12V DC-DC 转换器、降压与 LDO、理想二极管控制器与分立断路器件。
- 方案价值:在 48V 与 12V 双电源域间提供稳定供电与理想二极管防反接 / 保护,构成 SJB 的电源树与主要保护侧。
6. 通信与保护器件
- 产品特点:车载网络接口(CAN、LIN、10Base-T1S)与 ESD 静电保护。
- 方案价值:实现 SJB 与整车及上位控制器的通信与诊断交互,ESD 保护提升车载环境下的可靠性。
7. 感应与监控器件
- 产品特点:电流感应、电压监控、运算放大器与比较器、IO 扩展器、EEPROM 与接口器件。
- 方案价值:实时监测负载电流与系统电压,配合 MCU 提供系统健康监控与实时诊断反馈;EEPROM 存储配置与校准参数。
参考文档与设计资源(点击附件下载)
· Application Notes(应用笔记):The NIV3071 eFuse Advantages in Automotive Applications;具有模拟电流检测功能的高边 SmartFET;Low-Side SmartFETs。
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