中国工程师最喜好的10大年夜汽车电源治理和功率器件

新能源车半导体构成框架（来源：方正证券研究所）

电源转换包括AC-DC转换器、DC-DC转换器和DC-AC逆变器，用来驱动电机、空调系统和各种AC或DC附件负载，以及为电池供电等。
电控系统中的逆变器可以将动力电池的直流电能转换成驱动电机所需的互换电能，紧张由IGBT模块构成，须要6个IGBT和6个二极管。
DC-DC升压器可以提升直流总线电压以提升总可用功率，这种升压器须要2个IGBT，将直流母线电压从200V升至500V。

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是由BJT（双极型晶体管）和MOSFET（绝缘栅型场效应管）组成的复合功率半导体器件，兼具BJT的高耐压和MOSFET高输入阻抗优点，其电压范围覆盖250V-6500V，适用于新能源车、工业掌握、新能源发电和变频空调等。

IGBT是汽车电机掌握的核心，可以对电机的电流和电压进行掌握，进而实现加速、减速和制动等操作。
在车载空调系统中，IGBT可将高压直流转换为互换电，驱动空调压缩机事情，一样平常电流在50A以内，事情频率在20KHz旁边。
汽车充电桩也须要IGBT逆变功率模块将直流电逆变为互换电，然后通过变压耦合及蒸馏单元将其转为不同规格的电流电压，以实现对电动车的充电。

电池管理系统（BMS）是动力电池系统的主要组成部分，紧张卖力管理掌握电池的状态，防止电池涌现过充电和过放电的状况，以便延长电池利用寿命。
BMS的五大关键功能包括：

电池性能管理优化：实时丈量电池的电压和温度等参数，检测电池状态、容量估算、电池康健估算；

安全保护：过充/过放管理、高压/过流/短路/过温/低温保护，故障检测；

均衡管理：被动均衡、主动均衡；

信息通讯：数据记录、VCU信息交互；

充电管理：充电掌握、预充。

BMS涉及到仿照量（电压、温度等）的丈量，须要模数转换器（ADC）来实现。
BMS仿照前端（AFE）将ADC与电压采集、温度采集和均衡掌握等功能集成在一起，紧张包含采集模块、均衡开关、通信模块等。
采集模块一样平常包含ADC、参考源（REFRENCE）和仿照开关（MUX）。
通信模块是AFE和MCU之间的数据交互接口，一样平常有SPI、I2C和UART等。

ASPENCORE剖析师团队按照汽车电源管理和功率器件的种别（包括MOSFET、IGBT、DC-DC、PMIC、BMS、SiC），分别从5家国际半导体厂商和5家国产半导体厂商各挑选一款车规级Power器件。
有的产品种别难以挑选出得当的国产厂商产品，比如车规级MOSFET和BMS（电池管理系统）。
请在本末进行微信投票，以评比出您最喜好的汽车电源管理和功率器件。

英飞凌HybridPACK功率半导体模块系列专为稠浊动力汽车运用设计，可知足轻度稠浊动力和全稠浊动力运用两方面的需求。
该系列产品供应了采取6种不同封装的多个版本，可实现电压及功率等级拓展性的最大化，涵盖了200 A至900 A以及400 V至1200 V（芯片额定值）功率范围。
HybridPACK采取半桥构造，配备6组IGBT，并通过了车规级认证。
在该功率模块系列中，强化版本的最高结温高达175C，功率峰值超过160 kW。

英飞凌汽车级Easy 1B和Easy 2B模块为功率高至6kW的运用供应了一个拓扑构造灵巧的平台。
汽车级Easy系列基于成熟的工业级Easy模块设计，其高压电池系统的利用有助于HEV（稠浊动力汽车）和EV（电动汽车）效率的增加。
同时，比较于目前仍采取低电压（14 V）作为车载电压等级的内燃发动机汽车，高压电池系统可降落运用本钱。

英飞凌新推出的车规级750V IGBT功率模块FF300R08W2P2_B11A是EasyPACK产品家族中的最新成员，它基于EDT2技能，封装形式为EasyPACK 2B半桥，最大可以支持50kW/230Arms的逆变器运用。
凭借紧凑的尺寸、低损耗的EDT2芯片以及PressFIT压接技能，该模块特殊适宜于A0级和A00级纯电动汽车，以及稠浊动力的中小功率逆变器。

比亚迪V-DUAL1模块采取自主研发的IGBT4.0（复合场终止）技能。
IGBT4.0具备车规级可靠性和大电流性能，办理了大电流IGBT易失落效难题。
其电流输出能力较当前市场主流IGBT高15%，可运用于新能源汽车主电机驱动系统，对整车降落能耗起到有力地推动浸染。
V-DUAL1在输出电流特性、运行高温损耗、非常耐受性、温度循环寿命等关键性能与可靠性指标上比拟行业同类产品，整体指标达到行业前辈水平，部分指标达到领先水平。

V-DUAL1模块系列的BG600B12ME4D IGBT 模块采取标准封装，可以知足汽车级标准，专为新能源汽车掌握器设计，并且供应低损和高短路能力,内含前辈的平面栅场终止技能IGBT和超快速软规复二极管芯片,在不超过16KHZ 频率的运用中表现出优秀的性能。
同时为了适应繁芜的车用环境，模块外框材料采取了特性更好的PPS 材料，具有更好的耐热性能，不易变形，耐堕落性等优点，可确保模块的高质量及可靠性。

其紧张特性包括：半桥模块、1200V 平面栅场终止技能、高短路能力、低导通和开关损耗、反并联超快速软规复二极管。
这款IGBT模块适用于汽车的互换马达掌握和逆变器，以及光伏领域。

安森美符合AECQ-101汽车认证的MOSFET产品系列适用于48V轻度稠浊系统的电源构造、插电式混动/电动(PHEV/ BEV)汽车的车载充电单元、电气化动力总成中的高压到低压DC-DC变换器，以及连接电池的12V 电子掌握单元(ECU)运用，符合汽车系统设计考量的哀求。

其8FL（3x3mm）、SO8-FL（5x6mm）、Power56、LFPAK、Power88（8x8mm）和TOLL（10x12mm）封装较小，可取代用于电机驱动、电磁掌握、反向电池保护电路和12V ECU系统的较大的DPAK、D2PAK和SOT-223封装。
与旧封装比较，更小尺寸的占位具有更低的布局本钱，其电阻和电感值分别低至0.2 m和1 nH。
这些属性转换为具有低导通电阻(Rds-ON)和门极电荷值的高性价比方案，可最小化导通和开关损耗。

单N通道MOSFET NVMTS1D5N08H具有如下特性：

小尺寸(8x8 mm)适宜紧凑型设计

80 V, 1.4 毫欧, 273 A

低导通电阻RDS(on)可最小化传到损耗

低QG和电容可最小化驱动器损耗

通过AEC−Q101认证，支持PPAP能力

Pb−Free和RoHS合规

瑞萨的汽车产品组合包括集成电源管理芯片(PMIC)，可知足大多数中心显示器、图像传感器、图像旗子暗记处理器和编码器技能组合的电源哀求，适用于后视和全景环视高清汽车摄像头、驾驶员监控摄像头、高清行车记录、后座娱乐和虚拟仪表板。
RAA271005是一款适用于R-Car SoC系列的车规级11ch Safe SoC PMIC，具有极低的静态电流。
它包含5各DC/DC开关调节器和6个低压差线性调节器（LDO），DC-DC调压器可以事情于升压模式，也可以事情于降压模式。

RAA271005 PMIC支持低功耗事情，个中3个调压器(Buck3–Buck5)可以优化以最小化静态电流。
它可以支持ASIL D功能性安全规范，包括一个独立的电压参考以监控输出电压、双内部温度监控器、非常相应看门狗定时器、SoC和MCU缺点引脚监控器、复位发生器、专门的安全掌握状态机，以及安全关闭路径。
其内置的12位ADC可以监控所有的输入轨、输出轨、内部温度，并包括额外的输入以监控外部仿照旗子暗记源。

RAA271005采取6 11 BGA封装，具有0.65mm间距。
该器件可支持AECQ100 Grade 1事情，温度范围为-40C至+125C。

其功能特性如下：

输入电压范围为2.7V–5.5V

5个高效开关调压器，输出电压可调，个中12A (Buck1)，VOUT从0.3V至3.3V；2.5A (Buck2–Buck5)，VOUT0.3V至3.3V

合并模式2 2.5A调压器= 5A

Buck5可作为异步升压器

6个LDO调压器，个中4 60mA，VOUT = 1.8V或3.3V；2 500mA，VOUT = 0.6V 至3.3V

所有降压的限流都可以调度

内置12位ADC用于监控可调节OV/UV阈值

可调节功率序列，完备知足S4序列哀求

Low-Iq Deep-stop / Always On (AWO)模式，Suspend-to-RAM / DDR-backup模式

支持R-Car SoC激活

Q&A看门狗定时器

可通过I2C或SPI接口配置

Wolfspeed拥有30年的碳化硅(SiC)设计和制造履历，其EV动力总成功率器件可以知足电动车系统和动力总成的电力驱动哀求。

Wolfspeed 600 kW XM3高性能双三相逆变器参考设计

其N沟道增强模式SiC功率MOSFET C3M0015065K具有如下功能特性：

采取C3MTM SiC MOSFET技能

优化的封装带有分离的驱动源引脚

漏极与源极间的爬电间隔为8mm

高阻断电压，低导通电阻

低电容的高速开关

快速内部二极管具有低反向规复 (Qrr)

无卤素添加，RoHS合规

该器件可以为电动车充电器和DC-DC转换器等运用带来如下好处：减少开关损耗并最小化栅极振动；提高系统效率；减少冷却哀求；提升功率密度；提高系统开关频率。

基本半导体专门为新能源汽车主逆变器运用开拓的车规级全碳化硅功率模块BMF200R12P1 采取业内主流的单面水冷散热心势，可为高效电机掌握器设计供应便利。
单模块采取半桥拓扑构造，内部集成两单元 1200V/200A 碳化硅 MOSFET 和碳化硅续流二极管。
单模块 200A 的输出电流能力可有效减少逆变器中功率器件数量，降落系统设计难度，同时提升系统可靠性。
工程师可以根据设计哀求选择是否并联利用或须要并联利用的数量，为设计选型供应更多灵巧选择的空间。

BMF200R12P1 采取基本半导体最新的碳化硅 MOSFET 设计生产工艺，在栅极电输入电容、内部寄生电感、热阻等多项参数上达到业内领先水平。

芯洲科技第一款全车规36V，5A同步降压变换器SCT2450Q在其明星产品SCT2450的根本上，对晶圆和封测按IATF-16949体系升级，是经由第三方AEC-Q100认证的全车规产品。
SCT2450在工业和车载运用中累计出货量超千万片以上，目前质量DPPM为0ppm。

SCT2450Q采取业界成熟的ESOP-8的封装，客户可在原有的ESOP-8封装非同步变换器的PCB根本上，做相应的性能升级。
帮助客户省却外部续流二极管，提高整机效率。
同时，25uA极低的静态电流，可帮助系统很好的降落待机功耗。

SCT2450Q拥有多项芯洲发明专利，可担保汽车运用的可靠性并实现车载运用的输出过压保护功能，可在输出超过设定电压的10%后关断SCT2450Q，防止在某些意外情形下，后级系统涌现过高的电压，为系统供应更高的可靠性。

目前，SCT2450Q在比亚迪和华阳等客户的智能座舱类产品中已经导入利用。
同时，芯洲还有同系列的2A/3A ESOP-8产品SCT242x/SCT243x，适用于车载娱乐系统、T-BOX运用、车载DVR和电控系统等多种车载运用。

SCT2450Q事理图

SCT2450Q产品功能特性如下：

通过AEC-Q100认证

输入事情电压范围：3.8V~36V。

瞬态耐压（300ms）：42V (max)

事情环境温度范围：-40C ~ 125C

5A持续电流输出

反馈电压：0.8V1%

轻载PSM模式，静态电流25uA

集成高边/低边功率管：48m/23m

优化开枢纽关头点无振铃降落EMI，带6% 频率扩展功能

可调开关频率：100kHz~2.2MHz

支持外部时钟同步功能

Low-Dropout事情模式

集成输出电压过压保护及芯片过温保护功能

ESOP -8L 封装

上海岭芯微电子是上海贝岭株式会社的控股子公司，其前身为上海贝岭的前辈电源奇迹部，紧张从事电源管理芯片设计，可供应电源管理整体办理方案。
岭芯微电子已推出AC/DC、DC/DC、LDO、PMU、马达驱动、电池管理、负载开关、LED驱动、功率器件、数字电源等通用仿照和数模稠浊产品，广泛运用于安防、网通、汽车电子、消费类电子、工控等领域。

岭芯微新推出的两款车规级DC-DC转换器产品是LC1555Q和LC2741Q。
LC1555Q包括1%的高精度基准电压源、偏差放大器、限流电路和输出驱动器模块，具有良好的负载瞬态相应和良好的温度特性。
LC2741Q是一款带CV/CC模式降压型的DC-DC转换器，内置75m高侧的MOSFET可供应高达4A的连续输出电流。

LC2741Q最大输入电压高达40V，事情输入电压在8.5V至35V之间。
内置75m高侧的MOSFET可供应高达4A的连续输出电流，并且输出电流精确到7％之内，无需外部补偿，采取ESOP-8封装形式。
LC2741Q已通过严格的车规验证，环境事情温度范围在-40℃到105℃，达到等级2标准。

最大输出电流：4A；恒定输出电压：5.1V；恒定电流精度：7％；恒定电压精度：2％

高转换效率达95％

短路保护（打嗝模式）；输入过压保护；输出过压保护；热关机保护

欠压锁定

EMC轻松过，可节省磁性组件

PCB布局大略单纯

ESD HBM> 5KV

同步降压，内置高侧和低侧MOSFET

ESOP-8封装形式

LC2741Q可运用于车充、汽车DVD、行车记录仪和工业掌握等领域。

SD45232是一款微型SOP8封装、高效率、可调限流的降压型DC-DC转换芯片，其内部包括偏差放大器、振荡器、电流比较器、斜坡补偿、电流采样、逻辑驱动等模块，电流偏差放大器的内部集成使得该芯片可以实现恒压恒流掌握。

峰值电流模式的PWM掌握环路以及补偿网络的外部可调，使得该芯片可在宽负载范围内供应稳定的输出电压；电流采样真个引出，通过设定采样电阻值，可以大略、精确的实现限流值的外部调节。

SD45232紧张特点：高达2.4A的输出电流能力；输入欠压锁定；40V的最高事情电压；120KHz的开关频率，降落EMI的抖频技能；拥有专利技能的恒压恒流掌握；输出电压导线电阻损耗补偿；限流可调；过温保护；纤小型SOP-8封装。

ADI的ADBMS6815M是一款多单元电池堆监控器，可丈量多达12个串联电池单元，总丈量偏差(TME)小于1.9 mV。
ADBMS6815M具有0 V至5 V的电池丈量范围，适宜大多数电池化学运用。
它可在304 s内完成所有12个电池电压丈量，并可以选择较低的数据采集速率以实现高降噪抑制。

可将多个ADBMS6815M器件串联，以便同时监测更长串的高压电池组。
每个ADBMS6815M都有一个隔离式串行外设接口(isoSPI)，用于高速、RF抗扰、远间隔通信。
多个器件以菊花链形式连接，通过最顶端或底真个器件连接到主处理器。
该菊花链可双向操作，纵然通信路径出错，也能确保通信完全性。

电池堆可直接为ADBMS6815M供电，也可采取隔离电源对其供电。
ADBMS6815M包括针对每个电池的被动均衡，可对每个单元进行单独的脉宽调制(PWM)占空比掌握。
其他特性包括一个板载5 V稳压器、七个通用的输入和输出(GPIOx)线路，以及电流花费可低至5.5 A的休眠模式。

最多可丈量 12 个串联电池单元

最大寿命总丈量偏差：每节电池为 3.3 V 时，为 1.9 mV (–40℃ 至 +85℃)

用于高压电池组的可堆叠架构

内置式 isoSPI 接口

2 Mbps 隔离式串行通信

利用一根双绞线，最长 20 米

低 EMI 易感性和辐射

双向断线保护

电容器或变压器耦合

可热插拔，无需外部保护

IC 和运用电路故障模式的诊断

只需 304 秒即可丈量系统中的所有单元

具有可编程噪声滤波器的 16 位 ADC

无源单元平衡，每通道高达 300 mA，具有可编程 PWM

7 个 GPIOx 端口或仿照输入

温度或其他传感器输入

可配置为 I2C 或 SPI 掌握器

休眠模式 V+ 电源电流：5.5 A（范例值）

包括低功耗电池监控 (LPCM)，可在关机状态下进行电池和温度监控

带裸焊盘的 48 引脚 LFCSP_SS 封装

通过AEC-Q100汽车认证