智慧聯網車用電子系統的電路安全防護

2016/11/07 - DIGITIMES企劃

利特(遠東)台北辦事處(Littelfuse)應用工程經理許孝成，以「智慧聯網車用電子系統的電路安全防護」為主題，說明車用電子中的最重要三種元件，就是ECU(電子控制系統)、感測器、車載聯網。利特遠東(Littelfuse)公司創立於美國芝加哥，向來以簡單創新的電路設計解決方案，並通過產業認證，來滿足客戶在各種電路保護上的需求。

走過近90個歲月的Littelfuse，向來是電路保護廠商的第一品牌；近期收購TE Connectivity的PolySwitch保護電路業務，提供更寬廣的產品組合與技術，包含：電機整合、被動元件、半導體、感測器等。客戶遍及三大產業(電子佔47%，車載電子佔39%，工控佔14%)。

汽車工業近一世紀  五大殺手級應用皆用到車載電子

近一世紀來的汽車工業發展，共經歷了5種殺手級的發明，這些都有應用到車載電子，像是：汽車診斷電腦(可偵測引擎狀況，提升安全性)、AWD四輪驅動(增加汽車在較差路況的控制力，提升安全性)、Airbag(安全氣囊，提升安全性)、EFI(電子燃料噴射系統，提升能效)、混合車(以電腦計算油電的運用，提升能效)。

以車用的配電與控制系統方面來看，其走線架構大多是在引擎蓋(under-hood)內配置電瓶、發電機，經由配電系統傳送到ABS、引擎控制系統，然後傳送到座艙(in-cabin)內的接線盒(Junction Box)，再將電力分配給車門模組、HVAC(暖通空調)、IVI(車用資訊娛樂)等裝置。若簡單的劃分，前端的配電系統可視為BJB單元(電池接線盒，體積較大)，後端則視為SJB單元(智慧接線盒，體積較小)。

BJB和SJB都提供Relay與Fuses等功能與元器件。BJB提供高低速風扇控制、汽油幫浦、雨刷、啟動系統等用電，SJB則提供IVI、ADAS(先進駕駛輔助系統)、後窗除霧線、喇叭等多元化電路的供電需求。亦有廠商提出車體電子架構，包含了基本、後方、引擎蓋下、座艙等車體控制單元，這些配電系統，就會用到Littelfuse各種不同功能與外觀的保險絲，以及DC(直流電)配電模組。

近年的車款則紛紛加入了動力傳動系統、車門與安全系統、通訊與車載娛樂系統、替代能源、網路系統與車體、ADAS等系統，除了配電線路之外，還必須具備ESD靜電保護線路，以提升車載用電的安全。

三大車載電子應用元件  皆已通過車規認證

在輔助駕駛的車載電子應用中，有ECU(電子控制系統)、感測器、車載聯網等重要元件。當今汽車已含有超過100種MCU，未來5年內還會倍增。而被動或主動安全系統所用到的各式感測器(類比訊號)也越來越多。至於車載聯網在2024年將成長到6倍而成為未來主流，以提供更多資訊來輔助駕駛。

正由於IoV(Vehicle)的運用包含汽車、公車、卡車、捷運等用途，車載電子系統介面也從基本的Powertrain(動力傳動系統)、CAN Bus、LIN Bus，逐漸導入跟消費性電子相同的傳輸介面(例如RS232/486、USB、Ethernet、DVI、HDMI等)。

這些供電必須符合車載需求，因此衍生出車載專用的相關認證。例如AEC-Q 標準就包含IC類、半導體類、被動元件類，要通過車規的環測、可靠度測試才行。至於ISO標準，則是規範車用電子裝置在各種突波或靜電下是否不會失效。

利特遠東(Littelfuse)提供各式保護線路與電子元器件，包括可防過電流的車規Fuse(保險絲)、PPTC(可重置保險絲)，以及可防過電壓的車規壓敏電阻、TVS(瞬態電壓抑制器)，車用電子介面的防靜電TVS陣列，同時通過AEC-Q環測與ISO可防突波與靜電等產業認證，提供車載電子最安全的配電、用電需求，以幫助客戶設計出安全的車載配電系統。


圖說：利特(遠東)公司應用工程經理許孝成。