在智能化的風(fēng)口下，汽車功能安全的熱度似乎越來越高。這一方面體現(xiàn)了人們對(duì)汽車安全問題的重視程度日益提高；另一方面，由于汽車上的ECU數(shù)量和代碼行數(shù)與日俱增，使得汽車電子系統(tǒng)日趨復(fù)雜，功能安全已經(jīng)成為一個(gè)不容忽視的問題。

為此，功率變換IC領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者Power Integrations（以下簡稱“PI”）于近日推出了一款適用于Infineon EconoDUAL?模塊的SCALE? EV系列門極驅(qū)動(dòng)板，旨在提高電動(dòng)汽車的運(yùn)行性能和可靠性，幫助降低系統(tǒng)故障風(fēng)險(xiǎn)。

在半導(dǎo)體領(lǐng)域，除了AEC-Q汽車電子元器件可靠性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)之外，通過嚴(yán)苛的功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262 ASIL認(rèn)證，現(xiàn)已成為智能化時(shí)代汽車供應(yīng)鏈廠商的準(zhǔn)入規(guī)則。相較于其他規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)是預(yù)先計(jì)算出汽車電控方面的故障風(fēng)險(xiǎn)，并把降低該風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)制作為功能的一部分預(yù)先植入系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)功能安全的標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)工藝。

據(jù)PI資深技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理Jason Yan介紹，雖然ISO 26262不是全球強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，但它卻獲得了業(yè)界的廣泛認(rèn)可，是汽車供應(yīng)鏈廠商的準(zhǔn)入門檻。ISO 26262是一套復(fù)雜的認(rèn)證體系，它主要包括生產(chǎn)流程認(rèn)證和產(chǎn)品功能認(rèn)證兩大部分。這其中，后者要求安全機(jī)制符合ASIL（Automotive Safety Integrity Level）所要求的安全等級(jí)，追加自診斷等功能。

從概念上看，ASIL標(biāo)準(zhǔn)將功能安全定義為“不存在由于電氣和電子系統(tǒng)的故障或意外行為引起的危害而導(dǎo)致的不合理風(fēng)險(xiǎn)”。該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了功能安全需求規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施、集成、驗(yàn)證、確認(rèn)、配置等方面，其目的是為了通過完善的開發(fā)流程，有效降低汽車電氣或電子系統(tǒng)故障風(fēng)險(xiǎn)。

“根據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)程度，ASIL可劃分為A、B、C、D四個(gè)不同的等級(jí)，其中A是最低的等級(jí)，D是最高的等級(jí)。ASIL等級(jí)越高，對(duì)汽車系統(tǒng)的危害性也就越大?！盝ason Yan解釋道，ASIL等級(jí)決定了對(duì)系統(tǒng)安全性的要求，而這種要求包括對(duì)故障的覆蓋率、設(shè)計(jì)流程的可追溯、設(shè)計(jì)軟件的可信賴證明等。

舉例來說，安全氣囊、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等必須達(dá)到ASIL D級(jí)，這是應(yīng)用于安全保障的最嚴(yán)苛等級(jí)，因?yàn)槠涫淼娘L(fēng)險(xiǎn)最高；而安全等級(jí)范圍的最低等級(jí)，比如后燈等部件，僅需達(dá)到ASIL A級(jí)即可。另外，大燈和剎車燈通常都是ASIL B級(jí)，巡航控制通常為ASIL C級(jí)。

值得注意的是，此次PI推出的SCALE? EV門極驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品系列，是市場上首款唯一通過汽車級(jí)認(rèn)證的門極驅(qū)動(dòng)板，可以大幅減化汽車供應(yīng)鏈廠商的認(rèn)證流程。

要知道，門極驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)對(duì)于電動(dòng)汽車的性能和可靠性都至關(guān)重要。而PI的這款產(chǎn)品目前已經(jīng)完成了開發(fā)、測(cè)試和驗(yàn)證，并且通過了汽車級(jí)認(rèn)證和ASIL B認(rèn)證，可以實(shí)現(xiàn)ASIL C牽引逆變器設(shè)計(jì)。這標(biāo)志著，SCALE? EV系列門極驅(qū)動(dòng)板擁有滿足汽車功能安全等級(jí)的能力。

除了安全和功能之外，SCALE? EV系列門極驅(qū)動(dòng)板在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)方面同樣具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

首先，這款驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部集成了兩個(gè)增強(qiáng)型門極驅(qū)動(dòng)通道、相關(guān)供電電源和監(jiān)控遙測(cè)電路，可以持續(xù)提供故障診斷及故障信息。

在耐壓方面，SCALE? EV作為雙通道門極驅(qū)動(dòng)器，具有1200V的加強(qiáng)絕緣性能，以及先進(jìn)的故障匯報(bào)功能。

其次，創(chuàng)新的新型驅(qū)動(dòng)器IC具有非常高的集成度，可使整個(gè)驅(qū)動(dòng)板（包括門極電源）的尺寸大小完全適合于功率模塊，并能提供符合IEC 60664標(biāo)準(zhǔn)的加強(qiáng)絕緣所需的間距。ASIC封裝可以提供11.4mm的爬電距離和電氣間隙，安全滿足800V汽車系統(tǒng)電壓的要求。

同時(shí)，SCALE? EV板的接口連接簡單可靠，系統(tǒng)微控制器的輸入和輸出線路，通過兩個(gè)獨(dú)立的板載連接器連接，以滿足功能安全要求。每個(gè)通道只需要一個(gè)獨(dú)立的5V供電即可，電路板上會(huì)生成其他所需的隔離輸出電壓。

另外，SCALE? EV門極驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品系列還具有1200V的額定耐壓，適用于400V和800V系統(tǒng)，并且支持碳化硅（SiC）MOSFET和基于硅的IGBT開關(guān)?！袄肐GBT對(duì)DC母線電容的主動(dòng)放電，還可節(jié)省50-100個(gè)外圍元件?！盝ason Yan補(bǔ)充道。

根據(jù)官方資料顯示，這款產(chǎn)品還具備完善的保護(hù)措施，集成了主動(dòng)短路、對(duì)所連接直流母線電容的主動(dòng)放電、通過主動(dòng)門極控制實(shí)現(xiàn)過壓限制，以及門極監(jiān)測(cè)、信號(hào)傳輸監(jiān)測(cè)和芯片內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)等診斷功能，對(duì)于SiC MOSFET開關(guān)的短路和過流響應(yīng)時(shí)間小于1微秒，而IGBT開關(guān)的短路和過流響應(yīng)時(shí)間小于3微秒。

據(jù)悉，SCALE? EV系列門極驅(qū)動(dòng)板目前首發(fā)型號(hào)為2SP0215F2Q0C，主要針對(duì)英飛凌EconoDUAL? 900A 1200V IGBT半橋模塊而設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合5500米海拔要求，并且提供三防漆服務(wù)選項(xiàng)以滿足技術(shù)上的潔凈度要求。

從以上優(yōu)勢(shì)不難看出，作為目前市場上首款唯一通過汽車級(jí)認(rèn)證的門極驅(qū)動(dòng)板，SCALE? EV這款產(chǎn)品必將成為未來汽車電子市場的新寵兒。