onsemi 电动商用农用车辆（eCAV）

安森美 (onsemi) 具有独特的优势来支持这种转变，它提供了一个全面的解决方案堆栈，可以解决典型电动商用农用车辆中半导体物料清单的90%。该产品组合依托内部供应链，有助于确保质量、交付连续性，同时降低设计风险。

该产品组合包括用于牵引逆变器和车载充电器的EliteSiC和IGBT电源模块和分立器件（最高1200V），以及用于电机和执行器的低压和中压 PowerTrench^® MOSFET。它还包括隔离式栅极驱动器、Hyperlux™和XGS图像传感器、LED驱动器、10BASE-T1S以太网解决方案以及广泛的传感、信号和保护组件。

安森美 (onsemi) 提供了设计工具，如Elite Power Simulator、交互式方框图和系统解决方案指南，帮助工程师快速上市时间，同时提供现代电动商用农用车辆 (eCAV) 设计所需的效率、功率密度和可靠性。

OBC

包括车载充电器 (OBC) 中使用的部件，包括交流输入功率因数校正、直流-直流转换、栅极驱动、监控和保护。典型部件包括功率因数校正 (PFC) 器件、直流-直流转换组件、栅极驱动器、低压差稳压器 (LDO)、电压监控器、保护设备和传感组件。

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辅助电源

提供用于为隔离或二级系统负载生成辅助电源轨的组件。典型部件包括用于紧凑型电源设计中的氮化镓场效应晶体管。

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电池保护

专注于用于电池断开、保护和电流监控的组件。典型部件包括开关设备和电流检测组件。

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三相逆变器

包括将直流电池电源转换为三相电机驱动电源的部件。典型部件包括栅极驱动器、逆变器功率级器件、激励器、数字隔离器、MCU接口器件、电压/电流检测、辅助电源、直流-直流转换器、低压差稳压器 (LDO)、监控器和保护组件。

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视觉系统

相机、感知和机器视觉子系统中使用的组件组。典型部件包括图像传感器、图像检测支持设备、电源管理部件、电位转换器、存储器、ESD保护、雷达、GPS、雨/光传感器、超声波传感器和有线接口。

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传感

识别用于测量电流、距离、位置或其他操作条件的组件。典型部件包括与LiDAR相关的设备和电流检测放大器。

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通信

包含用于车辆子系统之间的数据通信、隔离和接口保护的组件。典型部件包括以太网控制器、ESD保护二极管、数字隔离器和无线通信设备。

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低电压电机控制

列出用于驱动和控制低压电机和执行器的组件。典型部件包括电机驱动器、栅极驱动器、MOSFET、编码器组件和电机驱动电源设备。

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照明控制

包括用于驱动和控制车辆照明的组件。典型部件包括LED驱动器。

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液压与气动控制

适用于电控液压及气动功能。典型部件包括电子压缩机设备、位置传感器、运算放大器和传感组件。

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电动助力转向与油门控制

支持电动转向及油门控制系统。典型部件包括低压MOSFET、栅极驱动器、电机驱动器、运算放大器、位置传感器和电流检测设备。

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主控制器

提供控制、信号路由、保护和接口支持组件。典型部件包括存储器、ESD保护、电位转换器和模拟开关。

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eCAV常见问题解答

1. 电动商用农用车辆参考设计通常需要哪些半导体模块？

电动商用农用车辆 (eCAV) 参考设计通常包括牵引逆变器、车载充电器、电池保护、辅助电源、电机控制、传感、通信、照明和主控制器功能。这些模块使用诸如碳化硅 (SiC) 和IGBT电源模块、分立式MOSFET、栅极驱动器、电流检测放大器、图像传感器、以太网控制器、LED驱动器、低压差稳压器 (LDO)、电压监控器、ESD保护、存储器和电位转换器等组件。

2. 如何为400V至800V电动商用农用车辆 (eCAV) 动力总成选择元器件？

高电压eCAV系统通常需要额定电压为高压的功率器件 和栅极驱动器，包括碳化硅 (SiC) MOSFET、IGBT模块 、碳化硅 (SiC) 模块、隔离式栅极驱动器、电流检测和保护设备。设计人员应根据牵引逆变器、OBC和DC-DC级的具体需求，评估电压额定值、电流额定值、开关损耗、热性能、隔离要求及封装类型。

3. eCAV牵引逆变器使用哪些元器件？

牵引逆变器通常包括逆变器功率级、栅极驱动器、电压与电流检测、隔离、辅助电源、保护及控制接口。常见部件类型包括碳化硅 (SiC) 电源模块、IGBT模块 、碳化硅 (SiC) 或IGBT分立器件、隔离式栅极驱动器 、数字隔离器、电流检测放大器、低压差稳压器 (LDO)、电压监控器和MCU接口组件。

4. 碳化硅 (SiC) 在电动农用车辆设计中的作用是什么？

碳化硅 (SiC) 器件用于对高效率、高压能力和热性能要求较高的场合，尤其是在牵引逆变器、车载电池、直流-直流转换器和大功率开关级中。碳化硅 (SiC) MOSFET和碳化硅 (SiC) 模块可以支持400V、800V及更高电压架构，同时有助于减少导通损耗并提高功率密度。

5. 工程师在什么情况下应考虑使用IGBT模块而不是碳化硅 (SiC) 模块来制造电动农用车辆？

IGBT模块可能适用于成本较低或对效率要求不高的场合，而SiC模块通常在开关效率、功率密度和热性能成为更高优先级时被考虑。最佳选择取决于功率等级、电压、开关频率、热限制和系统成本目标。

6. eCAV车载充电器需要哪些组件？

车载充电器可以包括PFC级、DC-DC级、栅极驱动器、辅助偏置轨、电流和电压检测、低压差稳压器 (LDO)、电压监控器和保护组件。根据拓扑结构，工程师可以使用碳化硅 (SiC) MOSFET、超结MOSFET 、IGBT、碳化硅 (SiC) 或IGBT栅极驱动器、隔离式驱动器和配套的电源管理设备。

7. eCAV系统中的传感和感知功能需要哪些元器件？

eCAV传感和感知系统可能包括摄像头、激光雷达 (LiDAR)、雷达、超声波传感器、雨和光传感器、GPS以及电流或电压传感器。相关部件类别包括图像传感器、图像信号处理器、硅光电倍增管 (SiPM0 器件、射频 (RF) 器件、超声波传感器接口、电流检测放大器、运算放大器、电源管理IC、 ESD保护和有线通信接口。

8. eCAV机器视觉相关的图像传感器技术有哪些？

根据应用的不同，机器视觉设计可以使用卷帘快门、全域快门、iToF深度传感、SWIR和低照度图像传感器系列。关键选择因素包括分辨率、快门类型、动态范围、低照度性能、NIR响应、功耗、传感器尺寸，以及是否需要深度信息。

9. eCAV子系统之间如何实现通信？

车辆子系统可根据带宽、拓扑结构和系统要求，选用有线和无线通信。对于有线网络，10BASE-T1S以太网可以在没有开关的情况下通过单根双绞线支持多点通信，而支持组件可能包括以太网控制器、ESD保护二极管、数字隔离器和有线收发器。

10. 哪些设计工具和资源可帮助工程师为eCAV参考设计进行部件选型？

工程师可借助交互式框图、系统解决方案指南、产品推荐工具、电流检测设计工具、Elite Power Simulator、评估板及应用笔记来缩小器件选型范围。这些资源可以帮助比较牵引逆变器、车载充电器、电机控制、照明、通信和视觉系统设计中的电源模块、分立器件、栅极驱动器、传感部件和电源管理组件。