据说现代的汽车是一个移动数据中心,电动汽车增加了工业级电力处理、电池充电和电机驱动,额定功率远不到一兆瓦。一辆现代的汽车有超过 100 个微处理器和控制器在后台运行,从处理无线连接、加热座椅,到实施复杂的演算来实现牵引电机三相控制以发挥最佳效率和续航力。
所有这些电子设备都需要专属的电源轨,而这些电源轨都来自电池,无论是 12V/24V 铅酸型电池还是高达 800V 的锂离子电池组。如同数据中心,汽车采用了电源总线架构以尽量减少损耗,尤其是重量,而且 DC/DC 转换器是提供电池到终端负载的电压转换级不可或缺的组件。其中非隔离式负载点 (PoL) 转换器安装在每个子系统和处理器附近,以在需要的时候提供最佳的调节和动态性能。其他种类的DC/DC 转换器如LED 驱动器等也十分常见。
车用 DC/DC 转换器需要 AEC-Q 认证
搜寻网络后会得知 PoL 和 LED 驱动器是最普遍的
DC/DC 转换器 类型之一而且有多种特性和额定值。然而在汽车应用中,选项必须缩小以选择合格的种类而合格与否是由
汽车电子委员会所定义的。该委员会由克莱斯勒(Chrysler)、福特汽车(Ford Motors)和德科电子(Delco Electronics)成立,为汽车组件制定压力测试、合格资格和生产质量管制的认证标准。该标准为 AEC-Qxx,目前包括 IC芯片 (AEC-Q100)、半导体分立器件 (AEC-Q101)、光电器件 (AEC-Q102)、传感器 (AEC-Q103) 和「多芯片模块」(AEC-Q104) 的压力测试认证。无源组件包含在 AEC-Q200-xxx 系列的多项标准中,并且在所有情况下都参考了其他来源的标准,例如 MIL-STD-883、JEDEC、JESD、IPC 和 UL。零部件制造商须「自我证明」他们符合 AEC-Q 标准,但这是只是基本的,因为任何级别的汽车客户将针对他们的特定应用设定进一步的要求。至少这些标准定义了零件能使用在汽车的哪个部位以及环境条件。例如,表 1 显示不同的 IC 应用位置决定了环境工作温度。
分类 |
环境工作温度范围 |
应用位置 |
0 |
-40°C to +150°C |
整车 |
1 |
-40°C to +125°C |
引擎盖下 |
2 |
-40°C to +105°C |
热点乘客区域 |
3 |
-40°C to +85°C |
普通乘客区域 |
针对汽车零部件供应商的另外一个要求是质量体系必须通过 TS/IATF 16949:2016 认证,这是常用的 ISO 9001:2015 的进阶要求。AEC-Q 标准非常强调供应商在实际制造过程中保持组件的应力耐受性的能力。虽然 AEC-Q 压力测试只需进行一次,但是部件必须是由生产工具、工艺和操作人员制造而且非连续生产批次。如果组件或制造过程中的任何环节发生变化,必须提交生产件批准程序 (PPAP) 进行重新认证。这是由汽车工业行动小组决定的,PPAP 有自己适用的5个提交级别,级别越高对提交支持数据和样品的要求就越高,如表 2 所示。
PPAP 级别 |
PPAP 提交需求 |
1 |
仅向客户提交产品证明(对于指定外观项目,需提交外观批准报告) |
2 |
向客户提交产品证明,包括产品样品和有效期内的支持数据 |
3 |
向客户提交产品证明,包括产品样品和完整的支持数据 |
4 |
向客户提交产品证明及客户规定的其他需求 |
5 |
向客户提交产品证明,包括产品样品和生产审查的完整支持数据 |
PPAP 是产品质量先期规划 (APQP) 总体要求的一部分,其中还有各种文档包括制造过程、测试记录、设计和过程失效模式与影响分析 (FMEA)。
具有可润湿侧翼的QFN DC/DC转换器现已上市
RECOM 最近推出的具有可润湿侧翼的产品,包括 RPX-0.5Q/1.5Q PoL DC/DC 转换器以及 RPY-1.5Q LED 驱动器,如图 2。