车身电子系统的控制电源设计

除对智能片上外设的需求外，嵌入式汽车电子中一个压倒性趋势是使用闪存。例如，V850ES/Fx3 MCU的代码闪存空间从6?kB到1MB，它还有其它的片上存储器可用作数据存储器来存储需耐久(high-endurance)的数据。
车身电子应用对MCU最苛刻的要求之一是在车不发动时MCU仍要保持工作。在此情况下，MCU必须支持待机模式，以可接收的功耗水平提供必需的功能。V850ES/Fx3MCU拥有NEC电子的用于低功耗模式的MF2嵌入式闪存工艺技术，它能使MCU仅运行诸如内部时钟和系统所需的周期性定时器等必需的外设，此时耗电仅为10到15uA，从而可满足最苛刻的功耗要求。集高密度闪存与低漏电流逻辑双美与一身，在使整个MCU拥有出类拔萃性价比的同时还可降低功耗。
电源控制
设计BCM模块的第二个挑战是生成电源部分。该部分设计与模块必须驱动的负载种类息息相关。简单的LED灯是类常见负载。控制LED最直接的方法是利用MCU输出脚控制LED工作电流的通断。而利用PWM信号点亮LED则可带来更愉悦的视觉观感。利用PWM信号，允许以对人眼来看，LED似乎一直点亮的这样一个频率通断LED。通过加大/减小占空比，设计人员可增加或减小流经LED的平均电流以有效调节LED亮度，它类似影剧院照明控制。采用红、绿和蓝色LED，对每色都进行PWM控制，设计人员可生成任意色彩的复合光。该功能进一步增加了对MCU内PWM信道的需求。
BCM模块的第二类负载是电机，例如用于热通风和空调系统中的风扇电机。电机还用于调节座椅位置以及驱动雨刷系统。与控制LED类似，采用PWM，设计人员可有效控制调节标准直流电机的转速。另外，用模/数转换器采样PWM信号使设计人员可检测出可能的故障。在车身电子应用中，会用到各种电机。它们包括有刷直流、无刷直流甚至三相电机。每种电机要求独特的控制特性，在设计电源部分时，必须将此要求考虑在内。
车身电子中的第三类负载是加热元件，例如，用于加热座椅产生热能的发热元件。为有效加热，这些大功率电阻要求车身模块能提供足够电流。传统上，采用简单的12V继电器为大功率应用提供所需电流。继电器是又大又重的机电器件，且不如全电子方案可靠，对车用器件来说这是个致命短板。鉴于这些缺陷，已用功率MOSFET取代某些传统的继电器应用，MOSFET是为传递大电流设计的，是种完全的固态方案。MOSFET解决了继电器存在的体积、重量和可靠性问题。为该固态开关增添智能将进一步强化其功能，此时，它也被称为智能功率器件或IPD。典型的IPD在单一封装内同时整合了功率MOSFET和控制电路。与MOSFET一样，IPD是替换典型继电器的更小、更轻、功耗更低的器件。IPD集MOSFET的大电流和高可靠性与热失控和短路保护和诊断等特性与一身，是比MOSFET更优异的产品。
图3显示的是一款带内置短路和过热保护及负载电流感应的高端IPD。另外，为减少模块内的EMI，IPD具有限制输出电流快速波动的开关控制功能。
此类IPD常用于在诸如车内外灯照明和加热等车身应用中替代继电器(图4)。基于IPD裸片的小尺寸，一个四路IPD模块可替代4个标准继电器。在这种情况下，驱动刹车和转向信号灯的4个继电器可被一个IPD模块代替。另外，因IPD比继电器各个维度都小巧，ECU工程师可减小PCB和整个模块的体积。减少模块体积和器件数加之采用IPD带来的增加了的可靠性，可生产出质量更高及更具成本效益的产品。
因IPD对许多设计人员来说是种相对新的产品，当决策到底该采用哪类产品时，了解其主要特性是重要的。典型情况，是确定IPD在多大电压下，要能提供多大电流。许多供应商将首先根据这些参数排列其器件。一旦做出该决定，则当选择一款具体IPD时，还有其它若干因素要考量。如以前提到的，IPD可为控制单元提供诊断数据。可通过诸如串行外设接口(SPI)等网络协议或独立端口通信来实现诊断数据传输。对具有SPI总线的系统来说，SPI连接很方便。但，对需要以快于SPI能提供的速度接收IPD反馈信号的系统来说，标准端口信号不失为上佳选择。有支持这两种方式的IPD，所以，模块设计人员必须考虑总体系统需求来选出最适合的通信方法。

导通电阻，有时写作R(ON)，是器件工作时，其两端的等效电阻。大的导通电阻会带来许多问题，它会在器件两端造成显著压降、导致更大功耗，并因此加大器件发热。为解决此问题，目前生产的器件的R(ON)值可低达8mΩ。当选择IPD时，设计人员会一如既往地选择可满足系统要求具有最低R(ON)的器件。另一个应考虑的重要因素是控制电路与模拟电源部分的连接。有两种常用IPD：单基和多基片形态。在单基IPD内，其控制和电源部分是做