智能 MOSFET 开关如何取代汽车保险丝和继电器

作者：分立产品营销经理 Shane Timmons

汽车行业正从内燃机 (ICE) 快速转型为纯电动车或油电混合车。与此同时，驾驶辅助系统 (ADAS) 和需要更多传感器的自动功能日渐普及。此外还有一个趋势是采用更多电子控制单元 (ECU) 取代原本的系统，从而减轻重量，提高效率。

综合以上观察，这些趋势使得汽车需具备更高的电力供应以驱动这些新的负载，以及更强的计算性能以实时处理数据。

这也意味着需要改变汽车的电子架构，尤其是电源分配与管理系统。在这一方面，高度集成的区域架构 (Zonal Architecture) 正变得越来越流行。在这些分布式电源系统中，区域控制器充当汽车特定实体子系统中的电源和数据连接中枢。

与之相关的一个变化是配电单元取代传统继电器箱。配电单元使用可靠的高电流开关 (以 FET 或 MOSFET 半导体为基础)来驱动汽车的电力负载。

这些半导体替代品又称为智能保险丝，具备多项优点。首先，它们的能源效率比传统的继电器和保险丝高，并且凭借内置的保护和诊断功能，本质上更可靠。可靠意味着更安全，因为智能保险丝能更快地限制电压和电流，而没有传统保险丝的过热问题。

智能保险丝对于电动车尤其重要，当电池到达临界点时，智能保险丝可暂停高功率功能，例如加热座椅。

智能保险丝使用的半导体开关比继电器小很多，可为汽车节省宝贵的空间和重量，并减少所需的印刷电路板（PCB）面积。智能保险丝提供实用功能，例如启动时限制浪涌电流和断电时处理放电，从而提升性能和耐用度。智能保险丝也非常适合区域架构，通过区域控制器便可在每个区域内集中管理智能保险丝。

对于高功率汽车产品应用而言，MOSFET 品质可靠且开关迅速，是一个好选择。为了响应 MOSFET 器件需求，Diodes 公司最近推出了六款符合汽车规格*的单通道和双通道高侧 IntelliFET^®。这些产品更小、更可靠，可取代继电器、保险丝和分立器件，也可作为现有类似半导体器件的替代品或第二选择。

双通道的 ZXMS82xxxS14PQ和单通道的 ZXMS81xxxSPQ系列器件尺寸小、功率高，同时具有精密的保护与诊断功能。这些器件非常适合用于驱动 12V 汽车负载，包括车身控制与照明系统中的 LED、灯泡、执行器与电机。

为了提高可靠性，ZXMS8 系列包含板载电路，可提供短路保护、管理浪涌电流以及防止出现负载突降等过电压情况。此系列器件也具备可自动重新启动的防过热功能和静电放电 (ESD) 保护。此外，还可轻易实现接地失效和反极性保护功能。

板载的诊断功能可检测故障状况和自我保护事件，包括开路负载、过载和过热关断。

ZXMS8 系列器件符合 AEC-Q100 汽车标准，采用 SO-14EP (双通道) 和 SO-8EP (单通道) 封装。这些器件高效、可靠且尺寸更小，可取代继电器、保险丝和分立电路，有效协助设计人员应对现今汽车不断增加的电力供应需求。

符合汽车规格 - 通过 AEC 认证，在支持 PPAP 文件的 IATF 16949 认证设施中制造。

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