安森美半导体高效节能汽车电子方案配合发展趋势

近年来，在市场增长和消费者购车习惯转变的推动下，汽车制造商越来越趋向于采用更复杂的电子元器件来增加新的舒适/使得功能，同时致力于节能减排以配合更严格排放法规需求。身为应用于高能效电子产品的首要高性能硅方案供应商，安森美半导体积极推出强固及创新的高能效汽车解决方案，减少废气排放，提高燃油经济性、增强动力系统、照明、安全、车载网络和信息娱乐系统的性能和可靠性。
　　汽车电子发展趋势
　　从总体上看，平均每辆汽车中的半导体成分在增高。其中北美、欧洲和日韩等传统汽车市场的平均每辆汽车半导体成分是中国汽车的2倍，另一方面，这也显示出中国等新兴市场的汽车电子发展空间非常广阔。
　　在各类汽车应用市场中，动力系统、信息娱乐系统等尤为引人注目。其中，在汽车动力系统方面，目前存在由相同目标推动的两个重要趋势：高能效及更清洁的汽车。世界各国政府机构正在推动相关提案及法规，迫使汽车OEM设法减少燃油消耗及废气（二氧化碳、NOx等）排放。工程师们需要极具创意，使内燃发动机（ICE）汽车提供更佳的燃油经济性；让新一代混合动力及电动汽车更加节能。
　　上述趋势有赖于电子电路来配合开发更清洁及更高能效的汽车。从半导体的角度看，标准内燃发动机汽车与混合动力汽车的动力系统估计的半导体成分之比为1:5。从内燃发动机转向使用电动机将提升汽车的燃油经济性，因为汽车将使用电力来驱动。由于石油价格及高性价比电池技术及基础设施的就绪等因素，预计约在2025年汽车内燃发动机将大规模转向电动机。
　　与此同时，内燃发动机汽车将继续提升能效，但一键启动/停止交流发电机系统、更智能的喷射驱动器IC等某些附加技术将有赖于更精确的传感器信号和汽车工程师更深入的系统专长。发动机尺寸的减小将以更智能的涡轮增压技术予以补偿。最终，部分或完全混合设计的汽车将帮助提升加速时的发动机能效，以电动力替代通常相当耗油的热动力。
　　车载信息娱乐应用方面的挑战是整车企业必须考虑如何将更多的软件和硬件内嵌到汽车之内，把汽车变成一个新的移动设备；还要用集成实现最小化，集中精力实现的汽车与其他设备之间的最好联通，如手机、智能电话以及其他的消费电子设备。而且对于车载信息娱乐系统而言，集成的功能越来越多，如可能包括导航系统、AM/FM收音机和CD/DVD播放、卫星广播等，使系统的复杂度越来越高，且对电源的要求也在提高。例如，汽车信息娱乐系统电源既要求低电流——为微控制器（MCU）及传感器供电（5 V、3.3 V，电流10～100 mA），也需要大电流——为高性能处理器（DSP）及USB供电（5 V、3.3 V、1.2 V，电流0～3 A）；而LED背光需要电压12 V、电流低于1 A供电，其它设备（天线、风扇、电机、VFD显示屏驱动等）还有其它电压要求。
　　安森美半导体配合新趋势的动力控制及车载娱乐解决方案
　　1. 动力控制方案
　　FlexRay是车载网络（IVN）应用快速兴起的一项标准，正在替代当前基于控制器区域网络（CAN）及本地互连网络（LIN）的系统，数据传输速率提升了一个数量级，而且可靠性更高，使下一代汽车能够应用更先进的安全、动力系统及舒适机制。
　　安森美半导体扩充了汽车网络产品阵容，推出了一款符合业界最新采用的FlexRay通信协议的总线收发器IC——NCV7381。该器件是一款极强固的单通道器件，能够提供高达10 Mbps的数据传输速率。这新器件完全遵从FlexRay™电气物理层规范3.0.1版，在有线FlexRay™通信介质及协定控制器/主机之间提供差分传送及接收能力。 NCV7381的模式控制功能经过了优化，用于持续连接至汽车电池的节点。这器件提供低能耗工作及配合远程唤醒检测的低能耗模式接收器。NCV7381能够采用5.5伏（V）至50 V电池供电电压工作，可以集成在12 V及24 V汽车电源系统中。它在完整频率范围内提供优异的电磁耐受性（EMS）性能。
　　
　　图1：NCV7381典型应用电路图。