新能源汽車車載DCDC變換器,實現(xiàn)車內(nèi)高壓電池和低壓電瓶之間的功率轉(zhuǎn)換，主要給車內(nèi)低壓用電器供電，如動力轉(zhuǎn)向、水泵、車燈等。隨著整車智能化、電氣化的發(fā)展，對DCDC的供電功率及安全性提出了更高的要求。

　　ST推出的DCDC系統(tǒng)解決方案，由ST PowerPC架構(gòu) , ASIL-D多核MCU SPC58NN作為系統(tǒng)主控芯片，使用一顆芯片即可完成功率控制、整車通信、功能安全、AUTOSAR和信息安全等功能。該方案的系統(tǒng)框圖如下所示，使用SPC58NN的一個核實現(xiàn)功率控制，另一個核配置成鎖步模式，實現(xiàn)系統(tǒng)的功能安全診斷，CAN-FD通信等任務(wù)。功率拓撲采用PSFB，開關(guān)頻率100kHz，額定輸入電壓為360V，額定輸出電壓為14V,額定輸出功率為2.5kW。

　　▲ 系統(tǒng)框圖

　　該DCDC方案的功能安全支持ASIL-C/D。基礎(chǔ)供電芯片（SBC）L9396為系統(tǒng)供電并帶有供電診斷和Watchdog監(jiān)控功能。當(dāng)供電異常時，L9396可以提供硬線PIN，通過冗余的安全路徑，使系統(tǒng)進入安全狀態(tài)。該系統(tǒng)還設(shè)計了電流反灌保護功能，當(dāng)電路發(fā)生電流反灌時，輸出側(cè)的背靠背安全管可以快速切斷通路。采用STPM801作為安全管的驅(qū)動，可以實時檢測安全管漏-源電壓實現(xiàn)反灌電流的診斷，并可快速關(guān)斷安全管驅(qū)動，整個響應(yīng)時間小于2us。

　　該DCDC配合SiC MOSFET，結(jié)合SPC58NN優(yōu)化死區(qū)時間以拓寬軟開關(guān)范圍和副邊同步整流控制，使系統(tǒng)在額定滿載工作點并且?guī)в邪踩艿男士蛇_94%，不帶安全管的效率可達96.5%。

　　▲ 效率和熱數(shù)據(jù)

　　為縮短客戶開發(fā)的時間周期，ST可以提供系統(tǒng)級的技術(shù)支持，如架構(gòu)/需求分析，DEMO評估板，GUI工具，原理圖/PCB，軟件算法庫，功能安全相關(guān)文檔和測試報告等。

　　▲樣機圖

　　▲評估GUI

　　MCU SPC58NN特點及優(yōu)勢

　　ASIL-D compliant ISO26262，AEC-Q100

　　3*200MHz e200z4 core, 兩個核帶鎖步，高運算能力，支持FPU

　　增強型PWM外設(shè)GTMV344，200MHz時鐘，支持電力電子控制常用的發(fā)波方式，如中心對稱，移相，變頻，多通道同步等

　　12bit SARADC*5,10bit SARADC*2轉(zhuǎn)換單元，支持ADC單元并行轉(zhuǎn)換，以應(yīng)對電力電子控制的高實時性要求

　　通信接口支持,如CANFD, LIN FlexD,DSPI,以太網(wǎng)等

　　支持AUTOSAR V4.2, 6M flash

　　HSM 支持Evita-medium

　　SiC SCTH35N65G2V特點及優(yōu)勢

　　超快速，可靠的體二極管

　　較低的輸入輸出電容，易驅(qū)動，優(yōu)秀的開關(guān)性能

　　基礎(chǔ)供電芯片L9396特點及優(yōu)勢

　　支持ISO26262 ASIL-D系統(tǒng)開發(fā)

　　多路供電輸出，0.8V-5V可配，最大支持1A輸出

　　支持冷啟動

　　雙看門狗機制，Q&A

　　所有的供電帶UV/OV診斷

　　電流檢測運放 TSC201X特點及優(yōu)勢

　　寬共模電壓，-20-70V

　　低失調(diào)電壓，+/-200uV max

　　不同增益可選，20,60,100V/V

　　超低靜態(tài)電流，20uA

　　熱插拔驅(qū)動芯片STPM801特點及優(yōu)勢

　　支持ASIL-D系統(tǒng)開發(fā)

　　集成兩路驅(qū)動用于背靠背安全管驅(qū)動

　　ORING 電流反灌保護，快速關(guān)斷安全管的時間<2us

　　集成對系統(tǒng)過流，過壓的診斷和保護功能，不需外圍電路