全球新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命正悄悄來臨，電動化,、網(wǎng)聯(lián)化,、智能化,、共享化成為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流和趨勢。在汽車新四化的推動之下,，汽車電子電氣架構(gòu)從原來的分布式逐漸向跨域集中式和車輛集中式不斷演進(jìn),，汽車電子軟件架構(gòu)不斷升級，軟件與硬件分層解耦,，軟件定義汽車的時代即將到來,。汽車智能化跑出加速度，中國的新能源車市場向好,，ADAS功能搭載率不斷攀升,，L2正在成為標(biāo)配，L3開始量產(chǎn)上車,。

　　汽車智能化趨勢下,，功能安全成為行業(yè)關(guān)注焦點(diǎn)

　　隨著汽車智能化的推進(jìn)以及自動駕駛技術(shù)創(chuàng)新的日新月異，安全成為行業(yè)不約而同的關(guān)注焦點(diǎn),。安全分為兩種,，一種是本質(zhì)安全，另一種是功能安全,。本質(zhì)安全是通過消除危險原因來確保安全的方法,；而功能安全是通過功能方面的努力將風(fēng)險降低到可接受水平來確保安全的方法。本質(zhì)安全可以確保絕對的安全性,，但是成本往往很高,；相比之下，功能安全的成本較低,，但在設(shè)計時必須考慮到當(dāng)附加的功能發(fā)生故障時應(yīng)如何確保安全,。

　　圖 |本質(zhì)安全與功能安全的思路

　　舉個例子，在鐵路和道路交叉口,，如果采用建立交橋的方法將鐵路和道路分開,，從物理上避免火車和汽車碰撞的方法，這是一種本質(zhì)安全的思路,。而如果通過在道路與鐵路的交叉處設(shè)置警報器和欄桿,，在鐵路上安裝傳感器，當(dāng)傳感器檢測到火車接近時,，警報器響起，并降下欄桿,，當(dāng)另外的傳感器檢測到火車已經(jīng)通過時,，警報器停止,，并升起欄桿，雖然道路與鐵路在物理上仍然交叉,，但可通過設(shè)置鐵路道口的方法將汽車和火車相撞的風(fēng)險降低到可接受的水平,，這就是功能安全的思路。當(dāng)然,，在這個案例中,，如果傳感器損壞，那么在火車接近時,，警報器和欄桿就不會工作,，這是一種“危險”狀態(tài)，因此就需要加入傳感器的自我診斷或者雙傳感器的冗余設(shè)計,，來確保即使傳感器損壞也不會引發(fā)危險狀態(tài)的設(shè)計,，這就是故障安全（Fail Safe）的思路。

　　由此可知,，功能安全其實(shí)就是基于“人會犯錯”,、“東西會損壞”思路之下的一種設(shè)計，而功能安全通常要同時考慮到“系統(tǒng)性故障”和“隨機(jī)性故障”這兩方面,，來確保沒有系統(tǒng)性的Bug,，以及當(dāng)隨機(jī)性故障發(fā)生時不會對人造成傷害。在中國,，ISO 26262（功能安全）已納入推薦性國家標(biāo)準(zhǔn),，ISO 26262的第一版中文譯本GB/T 34590已于2018年5月起開始施行。當(dāng)然,，不止汽車領(lǐng)域有這個要求,，很多工業(yè)場景同樣對安全性要求非常高。為了構(gòu)建更安全的系統(tǒng),，必須在設(shè)備開發(fā)過程中就要考慮到在發(fā)生問題時如何確保安全,，這意味著故障安全和功能安全是貫穿設(shè)備開發(fā)全流程的。

　　復(fù)位IC為汽車和工業(yè)用設(shè)備安全保駕護(hù)航

　　講到汽車和工業(yè)應(yīng)用場景對設(shè)備安全性的需求,，就不得不提到對系統(tǒng)電源電壓進(jìn)行監(jiān)控的重要性,，而復(fù)位IC是電壓監(jiān)控電路中不可或缺的產(chǎn)品之一，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于EV/HEV逆變器,、引擎控制單元,、ADAS、汽車導(dǎo)航系統(tǒng),、汽車空調(diào),、FA設(shè)備、計量儀器、伺服系統(tǒng),、各種傳感器系統(tǒng)等需要對電子電路進(jìn)行電壓監(jiān)控的各種車載和工業(yè)設(shè)備應(yīng)用中,。

　　面向該市場需求，羅姆推出了1000,，2021年度,，在低電壓范圍的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域，創(chuàng)造了2.5億枚的年出貨量記錄,。就在近期,，羅姆還開發(fā)出了一款高精度、超低功耗且支持40V電壓的窗口型復(fù)位IC “BD48HW0G-C”,。

　　圖 |復(fù)位IC工作示例

　　那么,，什么是復(fù)位IC呢？復(fù)位IC是一種開關(guān)IC,，可用于電子電路的電壓監(jiān)控,，當(dāng)檢測到被監(jiān)控的電壓超過閾值時就會通過改變輸出而達(dá)到復(fù)位操作的效果，因此具有通過與微控制器合作來確保系統(tǒng)安全的作用,。就好比河里的水位報警器,，當(dāng)河水漫過最高警戒線或低于最低警戒線時都要拉響警報，并觸發(fā)放水或蓄水動作,，而這里的水位傳感器就好比電路中的復(fù)位IC,，起到的效果是一樣的。

　　羅姆新推的復(fù)位IC “BD48HW0G-C”有何特別之處,？

　　同樣是復(fù)位IC,，為什么要有這么多類型？羅姆最新推出的復(fù)位IC “BD48HW0G-C”又有什么特色或優(yōu)勢呢,？由于應(yīng)用場景的不同,，系統(tǒng)電路對復(fù)位IC精度、功耗,、工作電壓,、功能安全、監(jiān)控電壓范圍,、欠壓/過壓檢測等需求都不一樣,，因此需要開發(fā)出不同的復(fù)位IC來匹配相應(yīng)的市場需求。

　　標(biāo)記產(chǎn)品為搭載Nano Energy?超低靜態(tài)電流技術(shù)的產(chǎn)品,。* FS supportive: 表示這是面向車載領(lǐng)域開發(fā)的IC,，支持與功能安全相關(guān)的安全性分析。

　　圖 |羅姆窗口型復(fù)位IC產(chǎn)品陣容

　　羅姆最新推出的復(fù)位IC “BD48HW0G-C”是一款支持40V電壓的窗口型復(fù)位IC,，由于采用了高耐壓的BiCDMOS工藝,，并融合了羅姆所擅長的模擬設(shè)計技術(shù)，BD48HW0G-C工作電壓范圍寬至1.8V～40V可調(diào),。關(guān)于窗口型的設(shè)計,，由于BD48HW0G-C配有2個獨(dú)立的基準(zhǔn)電壓電路，因此可以靈活地設(shè)置High側(cè)和Low側(cè)的檢測電壓,，并獨(dú)立復(fù)位檢測輸出。在檢測精度方面,，BD48HW0G-C在-40℃-+125℃溫度范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)業(yè)界先進(jìn)的±0.75%電壓檢測精度,，高于業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的精度±2.2%。在功耗方面,，BD48HW0G-C的靜態(tài)電流只有500nA,，僅為普通的工作電壓24V以上的窗口型復(fù)位IC的1/16，這使得工程師在設(shè)計電路時無需擔(dān)心因復(fù)位電路而產(chǎn)生的功耗增加,。

　　圖 |在全動作溫度范圍內(nèi)的高精度復(fù)位IC更易于系統(tǒng)設(shè)計

　　為何在車載和工業(yè)領(lǐng)域需要強(qiáng)調(diào)在全動作溫度范圍內(nèi)的,、穩(wěn)定的高精度特性呢？我們知道,，如果只是在25℃下有值偏離的問題,，那么可以通過固定補(bǔ)償進(jìn)行調(diào)整，比較容易實(shí)現(xiàn),。但是在汽車和工業(yè)應(yīng)用中,，環(huán)境溫度以及機(jī)身自身發(fā)熱和散熱的情況差別較大，電源電壓和復(fù)位檢出電壓受溫度的影響會產(chǎn)生波動,，這種受溫度影響下的偏離是非常難修正的,，因此對于車載和工業(yè)環(huán)境，選擇全動作溫度范圍內(nèi)的,、穩(wěn)定的高精度復(fù)位IC更易于系統(tǒng)設(shè)計,，從而減輕客戶的設(shè)計負(fù)擔(dān)。此外,，在車載和工業(yè)環(huán)境下,，通常環(huán)境噪聲較大，當(dāng)外部噪聲侵入時,，如果檢測出電壓的精度差,，那么容易發(fā)生誤動作，因此為了避免或減少外部噪聲的影響,，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,，高精度復(fù)位IC是更好的選擇。

　　值得一提的是,，羅姆從2015年就已經(jīng)開始構(gòu)建ISO 26262的流程,，并在約2年半后的2018年3月,，通過德國第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)T?V Rheinland獲得了ISO 26262的流程認(rèn)證。正因?yàn)閷SO 26262規(guī)格以及應(yīng)用電路有著高度理解,，羅姆針對需要功能性安全的車載和工控電源,，開發(fā)了支持從低到高的廣泛電壓范圍的、高精度地檢測電壓異常的復(fù)位IC,。

　　實(shí)現(xiàn)模擬電源器件超低功耗的秘密：Nano Energy?

　　前面提到,，BD48HW0G-C的靜態(tài)電流只有500nA，僅為普通的工作電壓24V以上的窗口型復(fù)位IC的1/16,，如此超低功耗是如何實(shí)現(xiàn)的呢,？

　　事實(shí)上，羅姆采用的是IDM的模式,，在這種垂直統(tǒng)合型生產(chǎn)體制下,，羅姆在“電路設(shè)計”、“布局”和“工藝”這三方面都具有更深的經(jīng)驗(yàn)累積和更強(qiáng)的模擬技術(shù)優(yōu)勢,?；诖耍_姆研發(fā)出了超輕負(fù)載狀態(tài)下徹底削減消耗電流的劃時代技術(shù)“Nano Energy?”,。使用該技術(shù),，無負(fù)載時的靜態(tài)電流可低至納安（nA）量級，不僅可以延長電池供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和移動設(shè)備的驅(qū)動時間,，還有助于不希望增加功耗的車載和工業(yè)設(shè)備的高效率工作,。

　　舉個例子，我們知道,，新能源汽車是實(shí)現(xiàn)全球“雙碳計劃”的重要組成部分,，對于EV/HEV來講，提高燃油經(jīng)濟(jì)性,，增加行駛里程勢在必行,，于是低功耗化就會變得尤為重要。其次,，當(dāng)汽車怠速熄火時,，發(fā)動機(jī)會停止運(yùn)轉(zhuǎn)，電池將提供功能所需的電力,。再者,，當(dāng)在停車時，時鐘在后臺運(yùn)轉(zhuǎn),、報警系統(tǒng)開啟,、無鑰匙系統(tǒng)開啟等都將直接由電池供電，存在電池耗盡的風(fēng)險,。因此,，進(jìn)一步降低電源IC的電流消耗是剛需,，而通過搭載Nano Energy?技術(shù)，可以為整個汽車系統(tǒng)的低功耗做貢獻(xiàn),。此外,，低靜態(tài)電流帶來的不只有延長電池供電設(shè)備壽命一個好處，同時對于汽車和工業(yè)應(yīng)用來說,，還能減少電路中的暗電流,，有助于EMC的改善。更多詳情：https://www.rohm.com.cn/support/nano

　　寫在最后

　　沿著自動駕駛產(chǎn)業(yè)鏈,，L2級別的自動駕駛滲透率不斷提升,，L3級別的自動駕駛開始落地，新能源汽車市場已經(jīng)從政策驅(qū)動轉(zhuǎn)向市場拉動,。這意味著汽車電子系統(tǒng)越來越復(fù)雜，對汽車功能安全的需求度也越來越高,。羅姆作為汽車電子領(lǐng)域的深耕者,，將通過符合功能安全的理念、技術(shù),、產(chǎn)品,、方案和客戶服務(wù)，為提升全球汽車安全性做出貢獻(xiàn),。

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