导语@@
全球新一轮科技和@@产业革命正悄悄来临@@，电动化@@、网@@联化@@、智能化@@、共享化成为汽车产业的@@发展潮流和@@趋势@@。在@@汽车新四化的@@推动之下@@，汽车电子@@电气架构从原来的@@分布式逐渐向跨域集中式和@@车辆集中式不断演进@@，汽车电子@@软件架构不断升级@@，软件与硬件分层解耦@@，软件定义汽车的@@时代即将到来@@。汽车智能化@@跑出加速度@@，中国的@@新能源车市场向好@@，ADAS功能搭载率不断攀升@@，L2正在@@成为标配@@，L3开始量产上车@@。
汽车智能化@@趋势下@@，功能安全@@成为行业关注焦点@@
随着汽车智能化@@的@@推进以及自动驾驶@@技术@@创新的@@日新月@@异@@，安全成为行业不约而同的@@关注焦点@@。安全分为两种@@，一种是本质安全@@，另一种是功能安全@@@@。本质安全是通过消除危险@@原因来确保安全的@@方法@@；而功能安全@@是通过功能方面的@@努力将风险降低到可接受水平来确保安全的@@方法@@。本质安全可以确保绝对的@@安全性@@，但是成本往往很高@@；相比之下@@，功能安全@@的@@成本较低@@，但在@@设计时必须考虑到当附加的@@功能发生故障时应如何确保安全@@。
图@@ | 本质安全与功能安全@@的@@思路@@@@
举个例子@@，在@@铁路和@@道路交叉口@@，如果采用建立交桥的@@方法将铁路和@@道路分开@@，从物理上避免火车和@@汽车碰撞的@@方法@@，这是一种@@本质安全的@@思路@@@@。而如果通过在@@道路与铁路的@@交叉处设置警报器和@@栏杆@@，在@@铁路上安装传感器@@，当传感器检测@@到火车接近时@@，警报器响起@@，并降下栏杆@@，当另外的@@传感器检测@@到火车已经通过时@@，警报器停止@@，并升起栏杆@@，虽然道路与铁路在@@物理上仍然交叉@@，但可通过设置铁路道口的@@方法将汽车和@@火车相撞的@@风险降低到可接受的@@水平@@，这就是功能安全@@的@@思路@@@@。当然@@，在@@这个案例中@@，如果传感器损坏@@，那么在@@火车接近时@@，警报器和@@栏杆就不会工作@@，这是一种@@“危险@@”状态@@，因此@@就需要加入传感器的@@自我诊断或@@者双传感器的@@冗余设计@@，来确保即使传感器损坏也不会引发危险@@状态@@的@@设计@@，这就是故障安全@@（Fail Safe）的@@思路@@。
由此可知@@，功能安全@@其实就是基于@@“人会犯错@@”、“东西会损坏@@”思路之下的@@一种设计@@，而功能安全@@通常要同时考虑到@@“系统性故障@@”和@@“随机性故障@@”这两方面@@，来确保没有系统性的@@@@Bug，以及当随机性故障@@发生时不会对人造成伤害@@。在@@中国@@，ISO 26262（功能安全@@）已纳入推荐性国家标准@@，ISO 26262的@@第一版中文译本@@GB/T 34590已于@@2018年@@5月@@起开始施行@@。
当然@@，不止汽车领域有这个要求@@，很多工业场景同样对安全性要求非常高@@。为了构建更安全的@@系统@@，必须在@@设备@@@@开发过程中就要考虑到在@@发生问题时如何确保安全@@，这意味着故障安全和@@功能安全@@是贯穿设备@@@@开发全流程的@@@@。
复位@@IC为汽车和@@工业用设备@@@@安全保驾护航@@
讲到汽车和@@工业应用场景对设备@@@@安全性的@@需求@@，就不得不提到对系统电源电压@@进行监控的@@重要性@@，而复位@@@@IC是电压@@监控电路中不可或@@缺的@@产品@@之一@@，目前已经广泛应用于@@EV/HEV逆变器@@、引擎控制单元@@、ADAS、汽车导航系统@@、汽车空调@@、FA设备@@@@、计量仪器@@、伺服系统@@、各种传感器系统等需要对电子@@电路进行电压@@监控的@@各种车载和@@工业设备@@@@应用中@@。
面向该市场需求@@，罗姆推出了@@1000多种复位@@@@IC，2021年@@度@@，在@@低电压@@@@范围的@@广泛应用领域@@，创造了@@2.5亿枚的@@年@@出货量记录@@。就在@@近期@@，罗姆还开发出了一款高精度@@@@、超低功耗@@且支持@@40V电压@@的@@窗口型复位@@@@IC “BD48HW0G-C”。
图@@ | 复位@@IC工作示例@@
那么什么是复位@@@@IC呢@@？复位@@IC是一种开关@@IC，可用于电子@@电路的@@电压@@监控@@，当检测@@到被监控的@@电压@@超过阈值时就会通过改变输出而达到复位@@操作的@@效果@@，因此@@具有通过与微控制器合作来确保系统安全的@@作用@@。就好比河里的@@水位报警器@@，当河水漫过最高警戒线或@@低于最低警戒线时都要拉响警报@@，并触发放水或@@蓄水动作@@，而这里的@@水位传感器就好比电路中的@@复位@@@@IC，起到的@@效果是一样的@@@@。
罗姆新推的@@复位@@@@IC “BD48HW0G-C”有何特别之处@@？
同样是复位@@@@IC，为什么要有这么多类型@@？罗姆最新推出的@@复位@@@@IC “BD48HW0G-C”又有什么特色或@@优势呢@@@@？由于@@应用场景的@@不同@@，系统电路对复位@@@@IC精度@@、功耗@@、工作电压@@@@、功能安全@@、监控电压@@范围@@、欠压@@/过压检测@@等需求都不一样@@，因此@@需要开发出不同的@@复位@@@@IC来匹配相应的@@市场需求@@。
罗姆窗口型复位@@@@IC产品@@阵容@@
可灵活设置检测@@电压@@的@@电压@@检测@@器@@ (复位@@IC)
| 产品@@名称@@ | 数据表@@ | 工作电压@@@@ (V) |
电压@@检测@@精度@@@@ Ta=整个温度范围@@ (%) |
过电压@@@@ 检测@@ (V) |
低电压@@@@ 检测@@ (V) |
输出形式@@ | 静态电流@@ (nA) |
迟滞@@ 电压@@ (V) |
“L”输出电流@@(mA) | 复位@@解除@@ 传输延迟时间@@ (us) |
工作温度@@ (℃) |
封装@@ | ComfySIL™ 功能安全@@ 类别@@* |
支持车载@@ AEC-Q100 |
||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| VDD=1.6V | VDD=1.8V | VDD=2.4V | ||||||||||||||
  BD48HW0G-C |
 |
1.8 to 40 | ±0.75 | 1.277 | 1.277 | Open Drain |
500 | VDET×0.01 | - | 2 | - | 17 | -40 to +125 | SSOP6 | FS supportive | YES |
| BD48W00G-C | |
1.6 to 6.0 | ±2.5 | 1.20 | 1.20 | 3,000 | 1 | - | 2 | 30 | SSOP6 | FS supportive | YES | |||
可灵活设置延迟时间的@@电压@@检测@@器@@ (复位@@IC)
| 产品@@名称@@ | 数据表@@ | 工作电压@@@@ (V) |
电压@@检测@@精度@@@@ Ta=整个温度范围@@ (%) |
过电压@@@@ 检测@@ (V) |
低电压@@@@ 检测@@ (V) |
输出形式@@ | 静态电流@@ (nA) |
迟滞@@ 电压@@ (V) |
“L”输出电流@@(mA) | 复位@@解除@@ 传输延迟时间@@ (us) |
工作温度@@ (℃) |
封装@@ | ComfySIL™ 功能安全@@ 类别@@* |
支持车载@@ AEC-Q100 |
||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| VDD=1.6V | VDD=1.8V | VDD=2.4V | ||||||||||||||
BD52W01G-C |
|
1.6 to 6.0 | ±5 | 1.32 | 1.08 | Open Drain |
300 | VDET×0.01 | 1 | 2 | Adj | ±50 (整个温度范围@@) |
-40 to +125 | SSOP6 | FS supportive | YES |
| ☆ BD52W02G-C |
|
1.65 | 1.35 | SSOP6 | FS supportive | YES | ||||||||||
BD52W03G-C |
|
1.98 | 1.62 | SSOP6 | FS supportive | YES | ||||||||||
| ☆ BD52W04G-C |
|
2.75 | 2.25 | SSOP6 | FS supportive | YES | ||||||||||
BD52W05G-C |
|
3.63 | 2.97 | SSOP6 | FS supportive | YES | ||||||||||
| ☆ BD52W06G-C |
|
5.50 | 4.50 | SSOP6 | FS supportive | YES | ||||||||||
NANO标记产品@@为搭载@@Nano Energy™超低静态电流@@技术@@的@@产品@@@@。
* FS supportive: 表示这是面向车载领域开发的@@@@IC，支持与功能安全@@相关的@@安全性分析@@。
罗姆最新推出的@@复位@@@@IC “BD48HW0G-C”是一款支持@@40V电压@@的@@窗口型复位@@@@IC，由于@@采用了高耐压的@@@@BiCDMOS工艺@@，并融合了罗姆所擅长的@@模拟设计技术@@@@，BD48HW0G-C工作电压@@@@范围宽至@@1.8V～40V可调@@。关于窗口型的@@设计@@，由于@@BD48HW0G-C配有@@2个独立的@@基准电压@@电路@@，因此@@可以灵活地设置@@High侧和@@@@Low侧的@@检测@@电压@@@@，并独立复位@@检测@@输出@@。在@@检测@@精度@@方面@@，BD48HW0G-C在@@-40℃-+125℃温度范围内可实现业界先进的@@@@±0.75%电压@@检测@@精度@@@@，高于业界标准产品@@的@@精度@@@@±2.2%。在@@功耗@@方面@@，BD48HW0G-C的@@静态电流@@只有@@500nA，仅为普通的@@工作电压@@@@@@24V以上的@@窗口型复位@@@@IC的@@1/16，这使得工程师在@@设计电路时无需担心因复位@@电路而产生的@@功耗@@增加@@。
图@@ | 在@@全动作温度范围内的@@高精度@@复位@@@@@@IC更易于系统设计@@
为何在@@车载和@@工业领域需要强调在@@全动作温度范围内的@@@@、稳定的@@高精度@@特性呢@@@@？我们知道@@，如果只是在@@@@25℃下有值偏离的@@问题@@，那么可以通过固定补偿进行调整@@，比较容易实现@@。但是在@@汽车和@@工业应用中@@，环境温度以及机身自身发热和@@散热的@@情况差别较大@@，电源电压@@和@@复位@@检出电压@@受温度的@@影响会产生波动@@，这种受温度影响下的@@偏离是非常难修正的@@@@，因此@@对于@@车载和@@工业环境@@，选择全动作温度范围内的@@@@、稳定的@@高精度@@复位@@@@@@IC更易于系统设计@@，从而减轻客户的@@设计负担@@。此外@@，在@@车载和@@工业环境下@@，通常环境噪声较大@@，当外部噪声侵入时@@，如果检测@@出电压@@的@@精度@@差@@，那么容易发生误动作@@，因此@@为了避免或@@减少外部噪声的@@影响@@，提高@@系统运行的@@可靠性@@，高精度@@复位@@@@IC是更好的@@选择@@。
值得一提的@@是@@，罗姆从@@2015年@@就已经开始构建@@ISO 26262的@@流程@@，并在@@约@@2年@@半后的@@@@2018年@@3月@@，通过德国第三方认证机构@@TÜV Rheinland获得了@@ISO 26262的@@流程@@认证@@。正因为对@@ISO 26262规格以及应用电路有着高度理解@@，罗姆针对需要功能性安全的@@车载和@@工控电源@@，开发了支持从低到高的@@广泛电压@@范围的@@@@、高精度@@地检测@@电压@@异常的@@复位@@@@IC。
实现模拟电源器件超低功耗@@的@@秘密@@：Nano Energy™
前面提到@@，BD48HW0G-C的@@静态电流@@只有@@500nA，仅为普通的@@工作电压@@@@@@24V以上的@@窗口型复位@@@@IC的@@1/16，如此超低功耗@@是如何实现的@@呢@@@@？
事实上@@，罗姆采用的@@是@@IDM的@@模式@@，在@@这种垂直统合型生产体制下@@，罗姆在@@@@“电路设计@@”、“布局@@”和@@“工艺@@”这三方面都具有更深的@@经验累积和@@更强的@@模拟技术@@优势@@。基于此@@，罗姆研发出了超轻负载状态@@下彻底削减消耗电流的@@划时代技术@@@@“Nano Energy™”。 使用该技术@@@@，无负载时的@@静态电流@@可低至纳安@@（nA）量级@@，不仅可以延长电池供电的@@物联网@@设备@@@@和@@移动设备@@@@的@@驱动时间@@，还有助于@@不希望增加功耗@@的@@车载和@@工业设备@@@@的@@高效率工作@@。
举个例子@@，我们知道@@，新能源汽车是实现全球@@“双碳计划@@”的@@重要组成部分@@，对于@@EV/HEV来讲@@，提高@@燃油经济性@@，增加行驶里程势在@@必行@@，于是低功耗@@化就会变得尤为重要@@。其次@@，当汽车怠速熄火时@@，发动机会停止运转@@，电池将提供功能所需的@@电力@@。再者@@，当在@@停车时@@，时钟在@@后台运转@@、报警系统开启@@、无钥匙系统开启等都将直接由电池供电@@，存在@@电池耗尽的@@风险@@。因此@@，进一步降低电源@@IC的@@电流消耗是刚需@@，而通过搭载@@Nano Energy™技术@@，可以为整个汽车系统的@@低功耗@@做贡献@@。此外@@，低静态电流@@带来的@@不只有延长电池供电设备@@@@寿命一个好处@@，同时对于@@汽车和@@工业应用来说@@，还能减少电路中的@@暗电流@@，有助于@@EMC的@@改善@@。更多详情@@：https://www.rohm.com.cn/support/nano
写在@@最后@@
沿着自动驾驶@@产业链@@，L2级别的@@自动驾驶@@渗透率不断提升@@，L3级别的@@自动驾驶@@开始落地@@，新能源汽车市场已经从政策驱动转向市场拉动@@。这意味着汽车电子@@系统越来越复杂@@，对汽车功能安全@@的@@需求度也越来越高@@。罗姆作为汽车电子@@领域的@@深耕者@@，将通过符合功能安全@@的@@理念@@、技术@@、产品@@、方案和@@客户服务@@，为提升全球汽车安全性做出贡献@@。