汽车配电架构发展史—efuse时代来袭

LCSP(负载控制和自我保护):打开和关闭负载，并实现芯片自我保护。主要是替换原来继电器的应用场景。可放置在配电盒或者直驱负载。

LSP(负载供电保护)：保护连接到输出的电源基础设施。一个典型的应用，摄像头控制器是由数据同轴电缆连接，在此同轴电缆中有滤波器放置在对应的数据和电源侧。滤波器对于电流尖峰很敏感，需要特别的保护策略来避免损坏，比如电流钳位保护机制。

PCI(电源连接和隔离)：为了支持自动驾驶的可靠电源，需要冗余配电。大多数的情况，只有一个能源发电机来给若干个电池充电。所以两个电池会连接在一起，连接到发电机。如果有一个电源失效，PCI模块需要快速断开失效电源，避免故障传播，确保冗余电源的独立性。PCI模块也会被使用在高要求系统，比如自动驾驶模块配电，需要冗余配电。

BP(电源保护): 在整车上，新的电源技术将会被应用，比如锂电池。锂电池对于短路或者过充是非常敏感的。在配电系统中故障发生，需要智能开关快速断开来保护电源。

DX(数据交换): 提供相应的配电数据给微控制器，配电数据比如电压，电流，温度。云端也可根据这些数据来分析系统性能。

WP(线束保护)：线束过流保护，避免线束过温损坏。主要是替换原来机械保险丝的应用场景。

PSP(电源保护)：隔离负载错误传播到配电。为了支持自动驾驶的可靠电源，智能开关是必须的，避免非功能安全相关的负载配电错误，产生级联错误，从而影响功能安全相关负载配电。

ADP(驻车常配电)：整车在驻车和休眠状态下，有些负载仍需要配电，比如无钥匙进入系统，防盗系统。除此之外，需要配电芯片自身静态功耗低，以避免电池馈电，同时如果发生短路等故障，保护功能需要激活。

VCI(电压转换和隔离)：为了支持48V应用，发电机会应用在48V上，需要48V-12V DC/DC模块。如果DC/DC模块发生故障，智能开关需要快速断开48V配电域和12V配电域的连接，从而避免12V配电系统的损坏。

颇具挑战的是，当前行业对相关失效分析考虑的维度不充分，但好在VDA 450给出了完整的考虑点：既关注两路供电通道之间的独立性，又关注单个通道内部不同负载之间的潜在干扰。而在这两个维度上，都需要谨慎地考虑短路故障所造成相关失效。有一种故障表现我们不得不考虑，当某个负载发生短路故障时，由于短路电流非常大，整个供电网络的电压会被瞬间拉低，其他ZCU/ECU可能因为电压过低而无法工作。该欠压以及该控制单元的所有其他相关故障不会导致在同一电源的其他通道违反安全相关功能( 例如环境感知、逻辑、执行器) 的安全要求。这个时候快速反应就是重中之重！

英飞凌的智能功率开关覆盖了未来汽车智能配电架构的所有应用场景，如下图所示。英飞凌的智能功率开关不仅能够替代机械保险丝和继电器，而且提供额外的高级功能，包括诊断和电流检测、更高的可靠性和重启可能性。当驱动不同类型的负载时，它们提供出色的短路、过流和过热保护，广泛应用于汽车电子系统中，特别是分布式电源架构和智能配电网络中发挥了重要的作用，提升了整车的可靠性和安全性。

英飞凌的智能功率开关产品组合包括低边和高边开关，可作为单通道和多通道器件，适用于广泛的12 V、24 V和48 V汽车应用。凭借汽车质量认证和先进的功能， 英飞凌的智能功率开关是高性能、可靠性和支持功能安全要求的汽车应用的理想选择。

PROFET™智能高边开关包括POFET™+2，POWER PROFET™+，PROFET™+ LoadGuard，PROFET™+ WireGuard，通过提供 μs 级快速开关、过载、短路、过热、接地损耗和电源损耗保护，取代机械保险丝和继电器。此外，不同的 PROFET™ 智能高边开关系列可以防止动态过压，例如抛负载和感性负载关断。PROFET™ Guard 系列是最先进的智能高边开关系列，可满足汽车电力分配系统的最新需求（例如，功能安全ISO 26262）。

EiceDRIVER™ APD栅极驱动器和MOSFET旨在取代继电器和机械保险丝，并提供额外的保护和诊断功能。它们的使用提高了电力分配系统的可靠性。受益于不到 100 µs 的快速故障隔离、额外的诊断功能和改进的保护功能，例如集成了I-t线束保护。

SPOC™+2是高边多通道智能功率开关，集成了SPI串行接口，提供最先进的诊断和保护功能。它具有很高的灵活性，具有可配置的功能，例如开关速率控制和智能重启策略。其SPI接口允许通过菊花链配置连接多个设备，以减少GPIO的数量。

HITFET™+（高度集成温度保护FET）系列是英飞凌智能低边开关的解决方案。其内置的智能保护功能可防止过流、过压、短路、过热和静电放电 （ESD）。HITFET™+ 系列采用更小的封装尺寸，具有均衡的短路鲁棒性、高速 PWM 应用中的能量耗散和诊断。