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  • 设计符合 AEC-Q100 认证汽车级集成 IC

    设计符合 AEC-Q100 认证汽车级集成 IC

    在我的频繁商务旅行中，我“试驾”了很多租赁汽车。说实话，直到最近我也是那种车轮子掉了才肯换车的人。而我不得不把它交给底特律的小伙子们，最后他们想出了一种让我也能动心买辆新车的办法，那就是大量的汽车电气化。 当前汽车具有众多超酷电子特性，例如智能手机同步支持、车载信息娱乐系统、盲点检测、自适应前大灯、座椅位置记忆以及车内噪声主动抑制等。所有这些特性不禁让我思考应当怎样才能将集成电路 (IC) 设计在汽车应用中。   答案是必须符合 AEC-Q100 认证。AEC 代表汽车电子设备委员会，是 JEDIC 的一个附属机构，主要负责设定汽车级设备要求。这里有很多具体规范需要满足，尽管无法进行详细解读，但我们可以大致了解一下 Q100 认证的含义。 AEC-Q100 首先定义了用来规范给定器件环境工作温度范围的五个不同温度等级。例如，1 级是车载应用非常普遍的标准，规定器件可以在 -40°C 至 +125°C (零下 -40°F 至 +257°F)的环境温度下工作。此外，器件电气规范通常可在该工作范围内确保。但对于一些非汽车器件来说则不是这样，因为它们的规范只需在室内温度下即可确保。查看一下 DRV8801-Q1 有刷 DC 电机驱动器产品说明书,就会发现电气特性表的顶部有一条注释说明了该规范可在整个 1 级工作范围内确保。 另一个重要 AEC-Q100 合规性要求与器件的生产验证有关。任何 IC 在进入生产阶段之前，都必须通过一系列电气、使用寿命以及可靠性应力测试。对于汽车级 IC 而言，产品测试比工业或商业 IC 要严格得多。这里又会涉及温度级，因为不同温度级具有不同质量要求，其中 0 级（-40°C 至 +150°C）最为严格并适用于传动系统或引擎盖下的应用。这些严格的认证测试可确保在恶劣汽车环境中设备工作的高可靠性与长时间的使用寿命。Q100 应用已不仅仅局限于汽车市场，因为由于测试更加严格，越来越多的工业客户放弃标准工业级产品，转而选用 Q100 认证部件。     此外，器件制造与设计变更通知的处理方法也存在不同。对于汽车级器件而言，重新认证与变更通知要求比工业或商业器件要严格得多。例如，在工业器件上执行很多微小的工艺变化都不需要通知客户或对器件进行重新认证，但对于汽车器件来说需要这样做。 有时 AEC-Q100 规范会有一些可以接受的例外情况，这取决于客户或应用。这些例外情况以及在器件上执行的全部验证测试列表可在生产部件批准流程 (PPAP) 文档中找到。例如，较为常见的一种例外情况是 ESD 性能。AEC-Q100 要求器件能够承受 2000V 人体放电模式 (HBM)，在边角引脚上能承受 750V 的带电器件模式 (CDM)，而在所有其它引脚上则能承受 500V 的电压。在器件产品说明书中可以找到 ESD 规范。例如，1A 有刷 DC 电机驱动器 DRV8832-Q1 的产品说明书在第一页列出了 ESD 规范。ESD 规范根据 AEC-Q100 分类码列出，如下表所示。     注意：AEC-Q100 最低规范要求为 H1A (HBM) 和 C4B (CDM)。 总之，制造汽车级 IC 要涉及很多内容。下次您坐进完全布满电子设备的新车时，可以花一分钟时间思考一下将这些电子设备带入我们生活中的所有工程技术。 如欲了解有关电机驱动器的更多详情，敬请观看我的设计精粹视频：“如何在前置驱动器与集成型电机驱动器之间进行选择”或“了解 BLDC 的基本工作情况”。您随时可在评论栏中向我提问，或者访问 TI 电机驱动器论坛或汽车产品论坛向相关专家提问或分享您的经验。 此外，我还希望您能访问我们的汽车博客“车轮背后的故事”，了解 TI 如何构建汽车的未来世界。

    时间：2020-08-11 关键词： aecq100 集成电路

  • 如何为汽车应用选择反激式控制器?通过AEC-Q100认证是关键

    如何为汽车应用选择反激式控制器?通过AEC-Q100认证是关键

    随着汽车拥有量的逐年增加，燃油汽车废气排放所引发的环境能源问题日益严重，新能源汽车尤其是电动汽车就成了发展的必然途径，这为半导体应用开辟了一个广阔的市场。 相比消费电子，汽车应用对半导体提出了更严苛的挑战，如何为汽车应用选择合适的半导体元器件?除了性能和功能以外，通过汽车行业的相关认证也是关键一项。 据了解，AEC-Q100是针对IC的认证，AEC-Q101是针对分立元器件的认证，用于汽车应用的半导体器件必须通过这两个认证，同时器件的生产过程和产线也要通过相关的汽车认证。 最近，深耕于高压集成电路高能效功率变换领域的知名公司Power Integrations(PI)宣布其InnoSwitch 3-AQ已经开始量产，这是一款已通过AEC-Q100认证的反激式开关IC，特别适合用于纯电动和插电式混合动力汽车应用，例如：牵引逆变器、OBC(车载充电机)、EMS(能源管理DC/DC母线变换器)和BMS(电池管理系统)。 使用过PI产品的工程师都知道，InnoSwitch系列产品是PI的明星产品，PI公司资深技术培训经理阎金光先生向行业媒体详细介绍了这款InnoSwitch3-AQ的独特之处。 同以往的InnoSwitch器件一样，InnoSwitch3-AQ沿用了PI公司的高速FluxLink耦合技术，可在无需专用隔离变压器检测绕组和光耦的情况下，实现±3%的高精度输入电压和负载综合调整率。FluxLink技术即使在瞬态应力测试下也能保持输出电压稳压，这对于基于PSR的方案而言尤其具有挑战性。在汽车应用当中很多设计师在考虑电源方案时通常尽量避免采用光耦进行反馈，因汽车应用的高温环境，随着电源使用寿命的增加，光耦的反馈也会相应的受到影响。而PI的FluxLink技术可以避免此类情况的发生，增加电源的可靠性。 InnoSwitch3-AQ延续了InnoSwitch系列高可靠性的特点，故障率小于0.02PPM，它采用表面贴装式InSOP封装，其初级至次级爬电距离为11 mm，超过了高海拔(5000米以上)绝缘的严格要求，提供了更高的可靠性。 InnoSwitch3-AQ集成的750V MOSFET可满足严格的汽车降额要求，片上同步整流控制器在标称400 VDC输入电压下可提供90%以上的效率。优化后的InnoSwitch3-AQ设计可在整个输入电压范围内实现小于10mW的空载能耗。其可以工作于125度环境温度的特性，可以满足电动汽车高温环境的使用需要。而最大35W的输出功率能力也可涵盖汽车应急电源的所有功率范围。 相比其他的电源产品，InnoSwitch3-AQ可以做到在整个输入电压范围内提供一致的高效率性能，这一点难能可贵。阎金光透露，这主要得益于PI多年来在电源控制领域的技术积累，InnoSwitch3-AQ的高效率特性可以在汽车应用中大大降低器件温度，满足汽车行业苛刻的散热要求。 为了帮助工程师尽快开展这颗IC的设计工作，PI推出了相应的参考设计，RDR-840Q参考设计展示了这款电源在30VDC至550 VDC输入范围内的启动、关断和高效工作，以及快速动态响应和各种安全和保护功能。 对于800V母线电压，可以采用StackFET，StackFET是PI公司最先使用的一种应对高压应用的设计。DER-859Q参考设计就是采用StackFET的类似设计，可以支持最高925 VDC母线电压。 InnoSwitch3-AQ代表了反激式控制器的高水平集成度，可使汽车电源具有极少的元件数和极小的PCB面积。除了InnoSwitch3-AQ，PI还有丰富的汽车级产品这些器件通过AECQ100(温度等级1级)或Q101认证，包括：适合IGBT和SiC模块的隔离型门极驱动器IC、集成高压MOSFET的电源IC – LinkSwitch-TN2以及高性能Qspeed二极管等产品。同时，这些产品的生产晶圆厂和装配厂也已通过了IATF16949认证，符合FMEA要求的设计。

    时间：2020-07-17 关键词： 技术专访 反激式控制器 innoswitch aecq100

  • Diodes公司的AECQ100认证霍尔效应IC系列 提供广泛的开关灵敏度选择

     Diodes公司推出瞄准汽车应用的全新高压、单极霍尔效应开关产品系列，符合AECQ100 Grade 0品质要求，并且提供不同的运作灵敏度。这个开关产品系列经设计用于位置和接近感测，应用包括座椅安全带、车门和行李箱的打开、关闭和锁定功能检测，以及齿轮杆、雨刷、镜子和阀的位置等。AH336xQ和AH339xQ系列无接触开关同时满足车厢和发动机舱的终端使用需求。 当具有足够强度的磁性南极垂直于器件时，AH336xQ和AH339xQ器件便会被激活。在磁通量密度超过定义的运作阈值(BOP)时，这些霍尔效应IC开关导通，并且在磁通密度低于释放阈值(BRP)时关断。这两款器件具有10种灵敏度选择，从高灵敏度30G BOP型款至低灵敏度275G BOP 型款，可以满足广泛的汽车应用需求。BOP 和BRP阈值具有紧凑的运作窗口，提供实现可靠运作的充足滞后，同时，低温度系数确保了开关点的稳定性。此外，斩波稳定设计最大限度地减小了偏置，具有快速电源导通和响应时间，这对于减少感测延迟和精度误差是非常重要的。除了SOT23封装型款，AH3362Q/3Q/5Q/6Q 和AH3390Q还提供用于磁通量检测的相反极性SC59封装型款。 AH336xQ 和 AH339xQ霍尔效应IC经设计在宽泛的3.0V 至28V供电电压范围和-40°C 至+150°C温度范围运作，提供了针对预期的恶劣汽车应用环境的稳固解决方案，并且在电源和输出引脚上使用反向阻断二极管和齐纳箝制，以及超过8kV HBM 和 2kV CDM的ESD保护功能，进一步提升可靠性和最终设备制造期间的易于处理性。开漏输出提供了终端设计灵活性，并且通过精确的电流限制来降低耗电量。

    时间：2017-02-07 关键词： diodes 霍尔效应ic aecq100

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