任何有影响力的技巧都随同着一系列危险，这些危险在与汽车保险相干的体系中尤为重大。国际尺度化构造 (ISO) 26262 系列尺度途径车辆 – 功效保险旨在经由过程供给汽车电气跟电子体系功效保险的指南跟请求来下降途径车辆的危险。ISO 26262 分为 12 个局部宣布，于 2018 年停止了更新，以顺应一直开展的汽车技巧，该尺度当初包括对半导体的详细请求。ISO 26262 具体阐明了一种特定于汽车且基于危险的方式，用于断定危险品级 - 称为汽车保险完全性品级 (ASIL) - 这些品级是依据重大性、裸露概率跟驾驶员可控性三个变量对潜伏伤害停止危险剖析而树立的。本文援用地点：在开辟合乎功效保险尺度的平台时，汽车制作商须要 ASIL 体系级品级的种种分级。比方，环顾、驾驶员监控以及用于高等驾驶帮助体系 (ADAS) 的雷达跟激光雷达须要 ASIL D 体系级品级。与此同时，数字驾驶舱跟信息文娱体系等终端装备只要要 ASIL B 品级。此类保险要害型体系的一个重要主题是须要经由过程汽车电池电源牢靠地为年夜电流片上体系 (SoC) 跟多核处置器负载供电。存在外部电压监控功效 且合乎功效保险尺度的计划同步降压把持器集成电路 (IC) 可在汽车计划中实现直流/直流转换，这些计划采取 12V、24V 跟 48V 电池输入，满意年夜电流处置器负载的请求，其电流规格平日超越 100A。图 1 展现了一种双输出设置，该设置在体系的每个输出上都包括一个电压监控 IC，以实现 ASIL D 功效保险合规性。图 1：存在输出电压监控 IC 的非电池供电双路输出降压前置稳压器图 1 中的 Q3 跟 Q6 指定在存在输出毛病的情形下断开的输出断开开关。图 1 所示的传统双路输出降压把持器应用电源畸形 (PG1/2) 引脚将基础的诊断信息前往到体系微把持器 (MCU)。存在同步降压把持器 且合乎功效保险尺度的计划80V 双通道直流/直流降压把持器 LM5137F-Q1 包含为高功率 SoC 内核跟 I/O 电源轨实行高效同步降压稳压器所需的全部功效。该器件所属的把持器系列供给了三个实用于功效保险的种别：TI 功效保险型、ASIL B 或 ASIL D，器件型号中的“F”后缀指定后两个选项。该系列还供给电压可扩大性，支撑 12V、24V 跟 48V 电池输入，开关频率范畴为 100kHz 至 2.2MHz。集成电荷泵栅极驱动用具有 100% 的占空比功效，而且支撑真正的纵贯形式运转。LM5137F-Q1 还存在超低静态电流，可延伸电池寿命，进步轻负载效力，并存在双随机展频 (DRSS)，可在种种频率下胜利应答电磁烦扰 (EMI)。图 2 展现了应用 LM5137F-Q1 降压把持器的 ASIL D 体系中前置稳压器计划的完全电路道理图。该计划存在与图 1 基础雷同的任务规格跟功率级元件，但不须要外部电压监控 IC。为了进步机动性，你能够将降压把持器设置为存在两个交织相位的单输出实现计划（或针对请求特殊严苛的高电流负载将其重叠至四个相位）。图 2：应用 LM5137F-Q1 降压把持器实现 ASIL D 的非电池供电双路输出降压前置稳压器LM5137F-Q1 包括保险机制，可辅助满意 ISO 26262 体系功效跟硬件完全性功效保险请求，最高可达 ASIL D。此类保险机制包含模仿内置自检 (ABIST)，可在容许输出启动之前验证 LM5137F-Q1 把持器跟四周元件的运转状态。该器件还存在冗余输出电压监控功效，无需外部电路，而且能够节俭硬件本钱，减小尺寸跟庞杂性。其余保险机制包含高等毛病讲演、过流监测跟讲演、输出欠压跟过压维护以及冗余热关断。如图 2 所示，功效保险降压把持器的体系级跟电路级上风包含：■ 集成式诊断功效，包含启动前的 ABIST 跟畸形运转时期的每通道电流监控。■ 集成冗余，包含高等毛病辨认跟容错功效，可下降基于时基毛病 (FIT) 的毛病率。■ 不再须要弥补的电压跟电流监测 IC，从而增加元件数目并节俭空间。存在同步降压转换器 且合乎功效保险尺度的计划存在集成开关的降压转换器供给电压跟电流可扩大性，是前置稳压级的另一种抉择。比方，65V、8A LM68680-Q1 跟 65V、4.5A LM68645-Q1 降压转换器系列能够耐受 70V 的输入瞬态，同时满意必需至少到达 ASIL C 的体系请求。这些转换器可扩大至 12V、24V 跟 48V 输入，供给与上述 LM5137F-Q1 把持器类似的功效保险特征。图 3 是应用 LM68680-Q1 跟 LM68645-Q1 作为前置稳压器为 30A TPS62883-Q1 跟 20A TPS62881-Q1 可重叠两相负载点 (PoL) 降压转换器供电的体系方框图。经由过程输出电压的差分遥感跟超疾速负载瞬态呼应，这些 PoL 可为 ADAS 域把持器利用中应用的 Jacinto™ TDA4VH-Q1 汽车 SoC 供给严厉的电压调理。图 3：采取降压转换器为汽车 SoC 供电的体系方框图无论抉择哪种存在把持器或转换器选项的架构来为种种 SoC 电压轨供电，TI 都市供给业界通用讲演跟其余资本 - 包含 IC 级文档，比方功效保险时基毛病率跟毛病形式影响跟诊断剖析 (FMEDA) - 以辅助简化你的功效保险体系级认证。结语跟着汽车电力电子产物朝着合乎功效保险尺度的计划开展，这些计划存在更高的密度、更小的封装、更高的机能跟更低的本钱，因而必需从新思考抉择降压前置稳压器功率级的把持器跟转换器。在这种情形下，在计划须要高密度降压前置稳压器的体系时，实现高达 ASIL D 的功效保险合规性是面对的重要挑衅之一。当针对须要帮助监控跟监控元件以实现功效保险合规性的传统把持器计划停止基准测试时，LM5137F-Q1 等降压把持用具有多项固有上风。别的，TI 的功效保险合规型存在 65V 额外电压的降压转换器为低功耗计划供给了一种替换计划。