运用MOSFET实现完美安全系统

　　车上所使用的灯泡到继电器、从LED显示照明到起动马达，许多组件的多元应用，不仅提供了各式各样的高负载性、低成本效益的解决方案，另外也必须兼具注重安全性汽车所要求的通讯及诊断能力。因此，为了增加车上电子系统的可靠性及耐久性，除了降低维修成本之外，设计人员在功率器件中加入故障保护电路，才能避免组件发生故障，降低电子系统所造成损害。

　　另外，在一般汽车行驶的情况下，一旦出现了车上的组件出现故障状况，将导致汽车上的电路系统发生短路，或电源无法供电。在远程传感器中采用车用金属氧化半导体场效晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor；以下简称MOSFET）组件技术后，将能适时地保护发生故障的组件，或者在汽车线束及故障组件之间形成一个很高的阻抗，降低故障的发生率。

　　车用MOSFET组件与自我保护技术

　　新车型的设计在某种程度上依赖电子电路的设计，用来降低成本、提高可靠性及丰富功能，另一方面也随着电气及电子系统不断地增加，以及它们占大部分汽车成本和重量的现实情况，使得电路保护设计成为设计工作中的一个关键因素。因此，为了汽车上组件适用性的问题，一般汽车组件的设计工程师大都会使用外部传感器、分立电路或者是使用软件来加以因应。不过，以目前的发展趋势来看，随着技术持续的发展，MOSFET这可归类在多载式导电的单极型电压控制组件，除了具有高频率性能、输入阻抗高、驱动功率小、热稳定性优良等优点之外，还能使功率组件更能够符合最低的系统成本，藉以达到更为优异的故障自我保护系统。因此，大部分的设计人员转而采用具有保护作用的MOSFET功率组件来完成。

　　图说：一般的汽车电路系统架构，大致上可简单分为嵌入式与便利端口等两种形式，而目前所使用的技术规范中，定义了MOSFET组件的技术规范。（资料来源：泰科电子）

　　在过去这几年当中，在汽车内、外部安装了电子设备，藉以控制汽车主体功能的汽车厂商持续地快速增加，使得车用半导体的应用数量也有显著的提升。而在复杂的车用电子系统中，几乎所有使用的功率组件除了要能因应环境快速的变化之外，在面对到电子产品关闭瞬间电流，及负载切断电源故障所引起的高压变化时，能有其因应之道。

　　另外，还有一点就是当车内的环境工作温度一旦超过100℃∼120℃的时候（如：引擎室、轮胎周围等），很容易就会产生组件结温的情形，进而影响到组件的可靠度及其它可能发生故障的问题。还有一个问题就是车上复杂的线束问题，在车用线束中有许多的连接器，因为汽车上有越来越大功率需求，即便是在一般的应用条件下，组件所要承受的压力相对提高，也很有可能造成组件电气连接发生间断性的故障问题。

　　为了使汽车能具有更大的电流需求，以因应目前的潮流，使得汽车半导体厂商必须开发电源MOSFET组件技术，以降低电流流动时的电阻值，使得目前 MOSFET在车用电子、电力系统中，已有越来越多的应用，也不难看出其重要性。现阶段，除了满足车上多变的应用环境之外，还得要顺应国际组件的标准需求，达到更有效率的能量利用率，以及最低成本的应用优势，才能进一步符合汽车市场对于功率组件的要求。因此，车用电子设计工程师在为汽车电子产品设计电力系统的同时，除了适宜性、可靠性及耐久性等产品本身的问题之外，还必须要面到各式各样艰难的技术问题。

　　图说：随着电力需求的增加，提高了线束的复杂度，增加了对汽车的电线、重量以及封装的限制。因此，每条电气线路都要求针对短路和过载提供充足的电路保护措施，虽然，每个电气负载理论上都可采用自身专用的熔断器进行保护，但是熔断器在熔断后必须进行更换。（资料来源：www.neowin.net）

　　汽车电子系统中还有哪些问题尚待解决

　　◎车上系统的短路故障问题

　　一般来说，在汽车上最常见，也最麻烦的故障问题，就是汽车电路系统「短路」的故障问题，这是因为汽车在电源启动或关闭的过程中，很容易就会产生短路组件，而这类型的故障形式，例如：负载间的短路、开关间的短路或电源接地的短路故障。这么说好了，在汽车上所产生短路故障大部分是属于间歇性，也就是说在很短时间内，有可能就会产生很多种不同的发生状况；因此，可以利用MOSFET组件来解决车上电路系统短路的问题。