在智能化的風口下，汽車功能安全的熱度似乎越來越高。這一方面體現了人們對汽車安全問題的重視程度日益提高；另一方面，由于汽車上的ECU數量和代碼行數與日俱增，使得汽車電子系統日趨復雜，功能安全已經成為一個不容忽視的問題。
為此，功率變換IC領域的全球領導者Power Integrations（以下簡稱“PI”）于近日推出了一款適用于Infineon EconoDUAL?模塊的SCALE? EV系列門極驅動板，旨在提高電動汽車的運行性能和可靠性，幫助降低系統故障風險。
在半導體領域，除了AEC-Q汽車電子元器件可靠性檢測標準之外，通過嚴苛的功能安全標準ISO 26262 ASIL認證，現已成為智能化時代汽車供應鏈廠商的準入規則。相較于其他規范標準，ISO 26262標準是預先計算出汽車電控方面的故障風險，并把降低該風險的機制作為功能的一部分預先植入系統中，從而實現功能安全的標準化開發工藝。
據PI資深技術培訓經理Jason Yan介紹，雖然ISO 26262不是全球強制性標準，但它卻獲得了業界的廣泛認可，是汽車供應鏈廠商的準入門檻。ISO 26262是一套復雜的認證體系，它主要包括生產流程認證和產品功能認證兩大部分。這其中，后者要求安全機制符合ASIL（Automotive Safety Integrity Level）所要求的安全等級，追加自診斷等功能。
從概念上看，ASIL標準將功能安全定義為“不存在由于電氣和電子系統的故障或意外行為引起的危害而導致的不合理風險”。該標準涵蓋了功能安全需求規劃、設計、實施、集成、驗證、確認、配置等方面，其目的是為了通過完善的開發流程，有效降低汽車電氣或電子系統故障風險。
“根據安全風險程度，ASIL可劃分為A、B、C、D四個不同的等級，其中A是最低的等級，D是最高的等級。ASIL等級越高，對汽車系統的危害性也就越大。”Jason Yan解釋道，ASIL等級決定了對系統安全性的要求，而這種要求包括對故障的覆蓋率、設計流程的可追溯、設計軟件的可信賴證明等。
舉例來說，安全氣囊、防抱死制動系統、動力轉向系統等必須達到ASIL D級，這是應用于安全保障的最嚴苛等級，因為其失效帶來的風險最高；而安全等級范圍的最低等級，比如后燈等部件，僅需達到ASIL A級即可。另外，大燈和剎車燈通常都是ASIL B級，巡航控制通常為ASIL C級。
值得注意的是，此次PI推出的SCALE? EV門極驅動器產品系列，是市場上首款唯一通過汽車級認證的門極驅動板，可以大幅減化汽車供應鏈廠商的認證流程。
要知道，門極驅動器設計對于電動汽車的性能和可靠性都至關重要。而PI的這款產品目前已經完成了開發、測試和驗證，并且通過了汽車級認證和ASIL B認證，可以實現ASIL C牽引逆變器設計。這標志著，SCALE? EV系列門極驅動板擁有滿足汽車功能安全等級的能力。
除了安全和功能之外，SCALE? EV系列門極驅動板在產品研發設計方面同樣具有明顯的優勢。
首先，這款驅動器內部集成了兩個增強型門極驅動通道、相關供電電源和監控遙測電路，可以持續提供故障診斷及故障信息。
在耐壓方面，SCALE? EV作為雙通道門極驅動器，具有1200V的加強絕緣性能，以及先進的故障匯報功能。
其次，創新的新型驅動器IC具有非常高的集成度，可使整個驅動板（包括門極電源）的尺寸大小完全適合于功率模塊，并能提供符合IEC 60664標準的加強絕緣所需的間距。ASIC封裝可以提供11.4mm的爬電距離和電氣間隙，安全滿足800V汽車系統電壓的要求。
同時，SCALE? EV板的接口連接簡單可靠，系統微控制器的輸入和輸出線路，通過兩個獨立的板載連接器連接，以滿足功能安全要求。每個通道只需要一個獨立的5V供電即可，電路板上會生成其他所需的隔離輸出電壓。
另外，SCALE? EV門極驅動器產品系列還具有1200V的額定耐壓，適用于400V和800V系統，并且支持碳化硅（SiC）MOSFET和基于硅的IGBT開關。“利用IGBT對DC母線電容的主動放電，還可節省50-100個外圍元件。”Jason Yan補充道。
根據官方資料顯示，這款產品還具備完善的保護措施，集成了主動短路、對所連接直流母線電容的主動放電、通過主動門極控制實現過壓限制，以及門極監測、信號傳輸監測和芯片內溫度監測等診斷功能，對于SiC MOSFET開關的短路和過流響應時間小于1微秒，而IGBT開關的短路和過流響應時間小于3微秒。
據悉，SCALE? EV系列門極驅動板目前首發型號為2SP0215F2Q0C，主要針對英飛凌EconoDUAL? 900A 1200V IGBT半橋模塊而設計。該產品設計符合5500米海拔要求，并且提供三防漆服務選項以滿足技術上的潔凈度要求。
從以上優勢不難看出，作為目前市場上首款唯一通過汽車級認證的門極驅動板，SCALE? EV這款產品必將成為未來汽車電子市場的新寵兒。
