如何从固态驱动器中受益并克服重大的设计挑战

2021 年，随着VIPower M0-7 H-Bridge等固态设备成为直流电机的主要驱动力，汽车行业发生了重大转变。电动后备箱、车窗升降机、天窗、滑动门、座椅和后视镜调节等都依赖于直流电机。此外，可展开的门把手、电动变速器和电动汽车充电器等新应用也使用这些系统。虽然其中许多功能过去仅适用于豪华车型，但它们现在被认为是主流。有趣的是，这种行业转变的一个后果是继电器作为直流电机驱动器的过时，取而代之的是固态设备。因此，让我们探讨工程师如何从固态驱动器中受益并克服重大的设计挑战。

VIPower M0-7 H-Bridge：利用更小更轻的设计

1. 远小于 500 mm 的 PCB 2

大多数工程师选择 VIPower M0-7 H-Bridge 之类的设备，因为它们是完全集成的电机驱动器，在单个封装中提供监控和保护功能，从而为更小的 PCB 和更高的效率打开了大门。例如，在 H 桥拓扑中实现的典型 250 mm 2继电器传统上需要 500 mm 2的 PCB 。此外，更大的表面积需要更多的组件，因此更容易出现故障。因此，设计人员转向固态驱动器来创建更小、更具成本效益的设计。

2. 最多减重 50 公斤

VIPower M0-7 H 桥采用微型 SO-16N 或 PowerSSO-36 封装。每个设备的占用空间更小（分别为 60 mm 2和 106 mm 2），其厚度低于 2.5 mm，因此可以创建显着更小的设备。此外，意法半导体的无铅封装提供更大的热耗散，减少了对散热器的需求。同样，监控和保护功能的存在限制了所需的外部组件数量，并有助于优化汽车周围的电缆尺寸。因此，在没有散热器、减少电缆和整体优化之间，VIPower M0-7 桥接器可以帮助每辆车减轻多达 50 公斤的重量。

VIPower M0-7 H-Bridge：受益于更高的效率和可靠性

3. 仅需要 3 µA 的待机模式

固态驱动器本质上更高效，但 VIPower M0-7 H-Bridge 更进一步。例如，其待机模式仅需 3 µA，而一些竞争器件则达到两位数。同样，ST 器件具有低静态电流以进一步提高效率，同时优化的开关配置确保电机驱动器的功耗保持在低水平。综上所述，所有这些好处不仅可以改善功耗，还可以减少汽车对环境的影响。事实上，由于车辆效率更高、重量更轻，制造商可以提高燃油经济性以减少二氧化碳排放或延长电池寿命，从而延长充电之间的整体续航里程。

4. 将可靠性提高 10 倍

该博客的读者已经在我们的自适应前照灯解决方案等系统中遇到了 ST 的 VIPower 。事实上，VIPower 系列已经在汽车市场证明了它的高可靠性，这就解释了为什么它在大量设计中获胜。可靠性还来自 VIPower M0-7 H-Bridge 减少所需外部组件数量的能力。设计人员可以取消缓冲器、二极管和放大器。因此，与使用继电器的类似解决方案相比，PCB 更简单，可靠性提高了 10 倍。

VIPower M0-7 H-Bridge：提供更好的用户和开发者体验

以主流价格提供奢侈品的挑战

消费者越来越要求他们的主流车辆提供更豪华的体验。因此，OEM 试图通过增强用户界面和信息娱乐系统来满足期望。汽车还包括越来越多的控制装置。一切都是可定制的、可移动的、连接的和更智能的。因此，工程师面临的挑战是在不增加成本的情况下实现这些功能。最后，电动汽车提出了新的挑战。由于电动汽车旨在提供更具未来感的用户体验并高度关注功耗，因此固态驱动器的数量是内燃机汽车的四倍。

5. 解决方案来自事半功倍

VIPower M0-7 H-Bridge 等设备提供各种配置文件和对 PWM 信号的控制，以提供更顺畅的骑行体验。通过 MultiSense 引脚，团队可以监控 Vcc 电压、封装温度、负载电流或执行高级诊断分析。关闭状态诊断可以检查待机条件并检测电池短路或开路连接，从而避免启动直流电机时的潜在损坏。VIPower M0-7 H-Bridge 还提供宽范围的通态电阻（从 8 mΩ 到 100 mΩ），这意味着工程师可以处理从几瓦到 200 W 的大量负载）。

由于 VIPower M0-7 H-Bridge 等设备的可靠性和效率，电动后备箱和自动天窗现在出现在消费汽车中。通过提供更多诊断功能，工程师可以确保更长的使用寿命。同样，大范围的通态电阻意味着在更多的设计中使用相同的组件。团队只需要对一台设备进行认证，从而大大降低了成本。减少设计的占地面积也意味着汽车制造商可以在相同的空间中加入更多的功能。最终，像 VIPower M0-7 H-Bridge 这样的设备展示了固态驱动器如何改变了汽车行业。

审核编辑：郭婷