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  新能源汽車的車載DCDC變換器實(shí)現(xiàn)車內(nèi)高壓電池與低壓電池之間的功率轉(zhuǎn)換，主要為車內(nèi)低壓電器供電，如動力轉(zhuǎn)向、水泵、車燈等。隨著整車智能化、電氣化的發(fā)展，DCDC電源功率和安全性提出了更高的要求。

  ST推出的DCDC系統(tǒng)解決方案，由STPowerPC架構(gòu),ASIL-D多核MCUSPC58NN作為系統(tǒng)主控芯片，使用芯片即可完成功率控制、車輛通信、功能安全、AUTOSAR以及信息安全等功能。該方案的系統(tǒng)框圖詳細(xì)如下，使用如下。SPC58NN一是實(shí)現(xiàn)功率控制，二是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能安全診斷，CAN-FD通訊等任務(wù)。選擇功率拓?fù)?。PSFB，開關(guān)頻率100kHz，額定輸入電壓為360V，額定輸出電壓為14V,額定輸出功率為2.5kW。

  ▲ 系統(tǒng)框圖

  新能源汽車車載DCDC方案的功能安全支持ASIL-C/D?；A(chǔ)供電芯片(SBC)L9396為系統(tǒng)供電并帶有供電診斷和Watchdog監(jiān)控功能。當(dāng)供電異常時(shí)，L9396可以提供硬線PIN，通過冗余的安全路徑，使系統(tǒng)進(jìn)入安全狀態(tài)。該系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了電流反灌保護(hù)功能，當(dāng)電路發(fā)生電流反灌時(shí)，輸出側(cè)的背靠背安全管可以快速切斷通路。采用STPM801作為安全管的驅(qū)動，可以實(shí)時(shí)檢測安全管漏-源電壓實(shí)現(xiàn)反灌電流的診斷，并可快速關(guān)斷安全管驅(qū)動，整個(gè)響應(yīng)時(shí)間小于2us。

  該DCDC配合SiC MOSFET，結(jié)合SPC58NN優(yōu)化死區(qū)時(shí)間以拓寬軟開關(guān)范圍和副邊同步整流控制，使系統(tǒng)在額定滿載工作點(diǎn)并且?guī)в邪踩艿男士蛇_(dá)94%，不帶安全管的效率可達(dá)96.5%。

  ▲ 效率和熱數(shù)據(jù)

  為縮短客戶開發(fā)的時(shí)間周期，ST可以提供系統(tǒng)級的技術(shù)支持，如架構(gòu)/需求分析，DEMO評估板，GUI工具，原理圖/PCB，軟件算法庫，功能安全相關(guān)文檔和測試報(bào)告等。

 ▲樣機(jī)圖

  ▲評估GUI

  MCU SPC58NN特點(diǎn)及優(yōu)勢

  ● ASIL-D compliant ISO26262，AEC-Q100

  ●3*200MHz e200z4 core, 兩個(gè)核帶鎖步，高運(yùn)算能力，支持FPU

  ●增強(qiáng)型PWM外設(shè)GTMV344，200MHz時(shí)鐘，支持電力電子控制常用的發(fā)波方式，如中心對稱，移相，變頻，多通道同步等

  ●12bit SARADC*5,10bit SARADC*2轉(zhuǎn)換單元，支持ADC單元并行轉(zhuǎn)換，以應(yīng)對電力電子控制的高實(shí)時(shí)性要求

  ●通信接口支持,如CANFD, LIN FlexD,DSPI,以太網(wǎng)等

  ●支持AUTOSAR V4.2, 6M flash

  ●HSM 支持Evita-medium

  SiC SCTH35N65G2V特點(diǎn)及優(yōu)勢

  ●超快速，可靠的體二極管

  ●較低的輸入輸出電容，易驅(qū)動，優(yōu)秀的開關(guān)性能

  基礎(chǔ)供電芯片L9396特點(diǎn)及優(yōu)勢

  ●支持ISO26262 ASIL-D系統(tǒng)開發(fā)

  ●多路供電輸出，0.8V-5V可配，最大支持1A輸出

  ●支持冷啟動

  ●雙看門狗機(jī)制，Q&A

  ●所有的供電帶UV/OV診斷

  電流檢測運(yùn)放 TSC201X特點(diǎn)及優(yōu)勢

  ●寬共模電壓，-20-70V

  ●低失調(diào)電壓，+/-200uV max

  ●不同增益可選，20,60,100V/V

  ●超低靜態(tài)電流，20uA

  熱插拔驅(qū)動芯片STPM801特點(diǎn)及優(yōu)勢

  ●支持ASIL-D系統(tǒng)開發(fā)

  ●集成兩路驅(qū)動用于背靠背安全管驅(qū)動

  ●ORING 電流反灌保護(hù)，快速關(guān)斷安全管的時(shí)間<2us

  ●集成對系統(tǒng)過流，過壓的診斷和保護(hù)功能，不需外圍電路