48V电气架构全面科普和解析:下一代智能电动汽车核心驱动
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查看全文安森美作为全球半导体解决方案领军企业,围绕 48V 汽车平台构建了 “技术突破 – 产品组合 – 场景落地 – 长期布局” 的完整体系,既聚焦轻度混合动力汽车(MHEV)的过渡需求,也面向下一代汽车低压供配电系统的标准化需求,核心内容可分为五大模块:
安森美明确 48V 系统是汽车电气化进程中的关键枢纽,其定位从 “过渡方案” 升级为 “标准架构”,核心价值体现在三大维度:
安森美通过材料创新、结构优化、系统级协同三大方向,解决 48V 系统对 “高功率密度、低损耗、强可靠性” 的核心需求,关键技术突破如下:
| 技术方向 | 具体突破点 | 价值体现 |
|---|---|---|
| 功率模块集成 | 汽车功率模块(APM)采用 “低杂散电感 + 紧凑封装” 设计,将多颗 MOSFET 集成于同一封装(如 APM21 集成 6 个 100V MOSFET) | 减少封装寄生效应,提升 VDS 电压裕量,降低开关损耗;无需 PCB 高电流路径,简化系统设计 |
| MOSFET 技术迭代 | T10 技术节点(继 T6/T8 后新一代):- T10-M:低 RDS (ON)、软恢复体二极管,优化电机控制 / 负载开关;- T10-S:低输出电容,适配高频开关场景(牺牲少量 RDS (ON),提升整体效率) | 40V MOSFET 中衬底对 RDS (ON) 的贡献从 50% 降至 22%;减薄晶圆设计同时提升散热能力 |
| 散热封装创新 | 推出顶部散热封装(TCPAK57),改变传统 SMD “底部依赖 PCB 散热” 的局限 | 显著提升散热效率,支持系统更紧凑设计,适配高功率密度场景(如 BSG/ISG) |
| 电磁兼容(EMI)优化 | APM 模块、T10 MOSFET 均内置 RC 缓冲电路或低噪声设计,减少开关过程中的振铃与过冲 | 降低系统 EMI 干扰,减少额外滤波组件,降低成本与 PCB 占用面积 |
安森美提供 “功率器件 – 保护器件 – 驱动控制 – 辅助器件” 的全栈产品,覆盖 48V 系统从 “能源转换” 到 “安全运行” 的全链路需求,核心产品如下表:
| 产品类别 | 代表产品型号 / 系列 | 关键参数与功能 | 适配场景 |
|---|---|---|---|
| 功率器件 | 汽车功率模块(APM)系列(APM12/19/21) | APM21:3 组半桥、6×100V MOSFET,支持 48V 三相大功率辅助设备;合规:AEC-Q100、ROHS、UL | 电机控制(电动压缩机 / 泵)、DC-DC 转换器 |
| T10 分立 MOSFET(40V/80V) | RDS (ON) 超低、体二极管 Qrr/Trr 低、低 EMI;晶圆厚度减薄,散热提升 | 负载开关、电机驱动、DC-DC 转换 | |
| NXV08V080DB1(MOSFET 模块) | 80V、3 相逆变器桥,内置电流 sensing(精密分流电阻)、温度 sensing(NTC)、RC 缓冲电路 | 48V 电机逆变器、48V-12V DC-DC 转换器 | |
| 保护器件 | NIV3071(电子保险丝 eFuse) | 保护 4 路独立负载(48V/12V),单路 2.5A(并联可达 10A);封装 5×6mm,防短路 / 过载 | 48V 电气架构冗余保护、多负载供电 |
| 驱动控制器件 | FAD3151MXA/FAD3171MXA(栅极驱动器) | 110V 耐压、2.5A 输出,支持高速 MOSFET 栅极充放电,降低开关损耗 | 48V MOSFET/APM 模块驱动 |
| 系统基础芯片(SBC)+ 总线收发器 | 支持 CAN/CAN-FD/LIN/Flexray,集成电源管理与通信功能,满足车规可靠性 | 48V 系统通信与电源管理 | |
| 辅助器件 | NCV78902(第 4 代智能 LED 驱动器) | 支持 48V 电池电压,双相升压架构、高频小型化,适配软件定义汽车 | 48V 平台智能照明(如日行灯、氛围灯) |
| 模拟信号链器件(运算放大器、电流检测放大器) | 低噪声、高精度,支持 48V 系统电流 / 电压监测与反馈控制 | 功率转换闭环控制、故障诊断 |
安森美 48V 产品主要聚焦两大核心场景:48V-LV DC-DC 转换器与48V 启动 / 发电一体机(BSG/ISG) ,形成 “硬件 + 参考设计” 的完整解决方案。
BSG 与 ISG 是 48V MHEV 的 “动力核心”,安森美提供覆盖 “5kW-25kW+” 功率范围的全方案:
| 类型 | 功率范围 | 机械连接方式 | 核心功能 | 安森美核心支持产品 |
|---|---|---|---|---|
| 皮带传动启动 / 发电机(BSG) | 5kW-12kW+ | 依赖皮带连接 ICE 曲轴 | 自动启停、制动能量回收、轻度电力辅助 | APM 模块、T10 MOSFET、FAD 系列栅极驱动器 |
| 集成启动 / 发电机(ISG) | 5kW-25kW+ | 直接连曲轴 / 变速箱 / 后桥(无皮带限制) | 高功率电力增压、持续电力驱动 | 高耐压 APM 模块、SiC 辅助器件、SBC |
安森美在 48V 汽车平台的竞争优势源于 “全栈能力 + 趋势预判”,长期布局聚焦两大方向:
安森美 48V 平台产品均满足汽车行业最高合规标准,包括 AEC-Q100(半导体器件可靠性)、ROHS(环保)、UL94 V-0(阻燃)、PPAP(生产件批准程序),同时提供丰富的设计支持资源:
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