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慕尼黑电子展特辑－Silicon Labs 顶尖的汽车级数字隔离方案

时间：2018-03-23 15:25来源：SiliconLabs

摘要：SiliconLabs于今日参加2018年上海慕尼黑电子展同期举办的中国国际汽车电子创新技术大会，并由SiliconLabs高级产品经理陈子良先生带来一场主题为：“SiliconLabs新一代汽车IC产品”的精彩演讲。

Silicon Labs（亦称“芯科科技”）于今日参加2018年上海慕尼黑电子展（electronica China2018）同期举办的中国国际汽车电子创新技术大会，并由Silicon Labs高级产品经理陈子良先生带来一场主题为：“Silicon Labs新一代汽车IC产品”的精彩演讲。会中重点介绍了我们旗下先进、高性价比且通过AEC Q100认证的汽车级数字隔离解决方案及应用。

 

中国EV市场爆发 汽车级隔离产品需求旺
受到中国政府的鼓励，欧洲消费者的关注，以及全球范围内对于减少二氧化碳排放的需求，汽车制造商正在增加电动汽车（EV）的出货量。正因为如此，电池和汽车元器件供货商正利用此一良好势头，全力抢攻市场商机，也带动了相关半导体元器件的需求正快速扩大。其中，对于维护系统安全起了关键作用的隔离器件，更成为电动汽车制造商和Tier 1供应商的关注焦点。现阶段，中国已是全球最大的电动汽车市场，因此Silicon Labs（亦称“芯科科技”）亦将中国视为“重中之重”的发展市场。
 
作为全球汽车数字隔离器件的领导者，Silicon Labs为这一蓬勃发展市场提供了合适的隔离器件，包括模数转换器、模拟测量器件、栅极驱动器、数字总线隔离器、电流传感器和隔离式 FET 驱动器等，为整个供应链条提供了丰富的数字隔离产品选项，特别是针对Tier1的供应商。Tier1供应商采用了各种半导体元器件，包括对系统安全性至关重要的隔离器件，为汽车OEM厂商生产相关的车载模块和其他子系统。
 
近几年来，Silicon Labs已经感受到了汽车市场的显著增长，从2014到2016年，市场上已经有超过2,500万片符合AEC Q100汽车标准的半导体产品出货，达成两倍增长的良好市场变现。放眼未来，我们可以更加期待在新一代数字隔离技术日益成熟且放量后，所带来的下一波汽车隔离市场的巨大商机。现在就让我们来看看先进且高性价比的数字隔离技术如何协助开发商成就更安全、稳定且可靠的电动汽车吧！
 
SIlicon Labs汽车级隔离产品优势
Silicon Labs 的新型汽车级隔离产品满足了汽车行业对集成隔离解决方案的需求。 这些隔离器可提供与我们的工业级隔离产品相同的强大功能、性能和认证，同时能够实现汽车制造流程的高价值，大幅降低缺陷率，并采用先进的测试技术，以满足最苛刻的汽车应用。 从电池管理系统、车载充电器到充电站，Silicon Labs 都能满足您对汽车隔离的需求：

• 汽车级生产流程
• 零缺陷理念
• AEC-Q100 资格
• 汽车级规格兼容的晶圆探针和测试流程
• 汽车级规格温度范围（-40 至 +125ºC）
• 全球隔离认证
• 生产部件批准程序 (PPAP)     文档
• 物料数据系统列表支持
 
全面满足五大电动汽车系统应用
电池管理系统：Silicon Labs 的 CMOS 数字隔离器产品使设计人员能够设计出成本更低、尺寸更小、性能更高、功耗更低和更加可靠的隔离电路，提供比光电耦合器解决方案更优异的性能。
 
我们的隔离技术具有广泛的产品组合、工业创新证明记录以及对卓越的工程设计的坚定承诺，随时满足您的隔离需求。Si80xx、Si83xx、Si86xx、Si87xx 和 Si88xx 系列一至六通道双向和单向数字隔离器支持高达 5 kV 的额定隔离电压。
 
更多数字隔离器产品信息：
https://cn.silabs.com/products/isolation/digital-isolators

 
汽车电池管理系统示意图
 
车载充电器、充电站和牵引力控制和逆变器：针对车载充电器、充电站，以及牵引力控制和逆变器等应用，Silicon Labs提供两系列隔离解决方案，包括“隔离栅极驱动器”和“电流传感器”。
 
Silicon Labs 的 ISOdrivers 产品提供了超快的传输延迟，具有更好的时序余量、绝对可靠的的工作温度和时间以及无以伦比的规模和成本效益。1、2.5、3.75 和 5.0 kV     的隔离额定值都可用。两路驱动输出间耐受电压为 ±1500 VDC，而且驱动器可以连接到相同或独立的地线进行接地，或者连接到浮动电压。
 
Silicon Labs Si85xx/Si890x 传感器系列是众多应用的理想选择，包括交直流开关电源、隔离式 DC-DC 电源、UPS 系统、电机控制及电子照明镇流器等。我们的隔离式 AC、高侧 DC 电流传感器和隔离式 AC 电源监测器提供各类电源应用的电流感应解决方案。

 
车载充电器、充电站和牵引力控制和逆变器示意图
 
汽车固态继电器和机电继电器替代方案：Si875x 隔离式 FET 驱动器是Silicon Labs 最新产品，为客户提供了替换固态继电器 (SSR) 或机电继电器 (EMR) 的简单方案。Si875x 结合强大的 CMOS 隔离技术与 FET 驱动器，以构成完整的隔离式开关。
 
多输入接口提供了数字 CMOS 引脚控制 (Si8751) 或光电二极管仿真 (Si8752) 以满足应用需求，以及灵活输出以支持驱动交流或直流负载配置。无需次级侧供电，因为完备的产品本身可产生栅极驱动输出电压，从而减少成本、尺寸和复杂性。Si875x 的存在使得不再需要笨重的机械继电器，这些继电器往往很难整合至 PCB 并给系统增加了开关噪音。此外，在客户灵活的选择自己的 FET 开关同时，该设计可根据相关应用的功率、成本和性能要求进行全面优化。传统 SSR 集成了光电耦合式 LED 输入，并限制了解决方案的工作温度范围，但与之不同的是，Si875x 可支持整个工业和汽车温度范围，且具有更高稳定性和更长寿命。
 
Si875x 通过使用低至 1 mA 的电流的 10.3 V 来驱动 FET 栅极。将输入电流提高至 10 mA 可实现高达 94 µs 的超快开启时间。独一无二的电源优化选项提供了最大开启电流以实现加速，然后在可选的外部电容放电时降低至静态维持电流。输入侧电压可灵活地在 2.25 V 至 5.5 V 之间变动，支持无缝连接至低功耗控制器。Si875x 设备提供了米勒钳位功能以防止在 FET 漏极产生较高 dv/dt 时意外开启外部 FET。此外，它的 2.5 kVrms 隔离额定值构成了完全通过 UL、CSA、VDE 和 CQC 认证的基础。
 
 
汽车固态继电器和机电继电器示意图
 
总结
对这个市场来说，消费者和汽车部门都要求最高级别的质量，包括超低的DPPM、适合汽车级规格的文档、附加的生产过程控制等等。为此，Silicon Labs提供了完全满足汽车级标准要求的芯片、模块和软件等解决方案，以满足客户的需求。除了保证超低DPPM，我们还有生产部件批准程序（PPAP, Production Part Approval Process）文档，确保在每个设计阶段都合乎汽车规格，支持用于产品变更通知的零件提交保证书，从而更轻松地通过汽车审计，加速产品上市时程。
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