前语
轿车体系操控模块包含各种精挑细选的固态继电器，以便评测体系相对于指定负载、使命剖面和边界条件的运转牢靠性。
意法半导体的轿车固态继电器是一个智能电源开关，主要是选用M0TM 技能研发，额定负载驱动才干为0.1安培至数十安培。过载和短路容错功用选用限流和约束功率办法，以集成电路方式完成。这些功用的规划目的是保证轿车体系的使命剖面，防止毛病检测产生过错，一起防止短路和过载冲击驱动器和线束。在瞬变条件下(灯泡接通涌流、电机起动电流等…)，防护功用或许会下降负载功用。因而，评测带负载的驱动器功用是十分必要的。此外，要设定软件的毛病处理功用，需求对确诊行为进行全面剖析。
最终，智能功率执行器，例如，智能稳妥，自身就具有电流-时刻曲线特性，要想优化线径，就有必要测验这类器材。
功率芯片的参数，例如，工艺角参数、极限边界条件和负载参数，以及最恶劣条件，都是规划时需考虑的要素。在台架试验中，需求很长时刻才干比及最恶劣条件重现，取得多个工艺角批次芯片。
TWISTER是意法半导体开发的一个仿真器，可以为开发人员供给准确的M0-5/M0-5E、M06、M07高边驱动器、Omnifets、H桥产品和最常用轿车负载的行为模型，对带负载的驱动器进行完好的体系级仿真。为展现该开发工具的功用和特性，本文将扼要介绍智能驱动器的特性，并给出几个车身驱动器的评价实测。
1. M0TM 智能固态继电器
高边驱动器 (HSD)、低边驱动器(LSD)和智能开关是为恶劣的轿车作业环境规划的半导体器材，可以承受一切的或许产生的毛病状况，例如，短路或过载现象。一起，职业法规要求有必要测验当过错、时刻短毛病和/或电磁搅扰导致继电器关断时是否为零危险。评测成果有必要契合轿车产品规范。智能开关的维护战略或许影响负载功用，因而，产品选型不只考虑开关在稳态时的行为，还要考虑其在维护电路激活时的瞬间行为表现。
1.1. 短路维护
两级限流功用和一个功率约束功用保证开关在短路和过载条件下牢靠作业，到达AEC-Q100-012轿车产品质量规范：
• 挑选限流参数高值(ILimH)，以契合方针负载的涌流约束，一起，还应防止在涌流或短路期间电流密度过大，导致在功率MOSFET源极金属层上引起电搬迁。
• 限流低值(ILimL) 约是IlimH的30%，当短路继续存在时，激活限流低值机制，以停止电搬迁效应。
• 功率约束功用用于约束短路或过载期间的最大平均功率，防止开关金属层温度瞬间突变超越60K。快速热瞬变或许在焊点和源极金属层上引起热机械应力。为保证轿车使命剖面，最大60K的 TJ热变是意法半导体牢靠性规划准则。
1.2. 负载兼容性
限流和功率约束功用可导致车灯敞开推迟，大都车企可以承受在最恶劣状况下车灯敞开推迟最长10ms的计划，评测最恶劣状况需求运用工艺角批次参数。触及的主要参数包含限流最小值(ILimH min)、在TFILAMENT=-40oC时的灯泡涌流最大值。
当驱动电机、阻性负载和理性负载时，需求给予相似的考虑。这些负载的涌流很大，或许运用短驱动脉冲，所以需求检测驱动器的尺度，主要是在瞬变条件下。
1.3. 电流-时刻曲线
短路和过载的反应时刻与短路电阻是函数联系。为什么维护战略要选用限流和限温两种战略呢？由于反应时刻不只遭到芯片参数离散的影响，还遭到温度边界条件的影响(见图1)。
图1: 电流-时刻曲线与短路电阻是函数联系，赤色区域代表因芯片参数离散和温度边界条件而引起的一切的或许的改变。
2. TWISTER概述
图2所示是Twister图形用户界面的主窗口。直接点击相应的图标即可挑选并设置电源电压、线束、轿车负载和操控输入。每个输入输出值都可挑选，并制作成可缩放的图形。数据导出功用支撑多种文件格局。下面是该仿真环境的主要功用：
• 挑选功率芯片和相关参数(见图4)
• 设置PCB散热体系温度(见图4)
• 设置电池电压
• 设置电池极性接反电压
• 设置输入电压
• 设置环境温度
• 挑选负载 (R, RC, RL/电流/功率分布图、直流电机、12V & 24车灯)
• 设置仿真时刻
• 制作与电和温度相关的一切输入输出变量曲线图
• 评测相对于负载阻抗的电流-时刻曲线
图2: Twister主窗口: 点击芯片图片，即可翻开芯片、负载、输入、Vbat电压挑选菜单
3. 负载兼容性评测示例
本示例测验一个驱动10W转向灯的140m 高边驱动器VNx7140Ax，在一切最恶劣状况下，测评有必要满意下列条件：
结温 < 热关断阈值
1) 导通< 10ms时的功率约束时长
图3所示是评测电路衔接配置图，而图4是芯片选型窗口，用户可在这儿设置最恶劣条件下的芯片参数和边界条件。
当环境温度是规则的最高温度时，假如热关断阈值和ILimH 限流参数高值均最低的工艺角批次芯片导通，就会产生结温到达热关断值的严重危险(见图5) .
