中心議題：

• 汽車電子係統中故障問題
• 車用MOSFET組件保護技術
• 如何在溫度過高的情況下達到自我保護作用

解決方案：

• 采用熱滯後電路
• 確保器件吸收的能量不超過最大額定值

車上所使用的燈泡到繼電器
、從LED顯示照明到起動馬達，許多組件的多元應用，不僅提供了各式各樣的高負載性、dichengbenxiaoyidejiejuefangan，lingwaiyebixujianjuzhuzhonganquanxingqichesuoyaoqiudetongxunjizhenduannengli。yinci，weilezengjiacheshangdianzixitongdekekaoxingjinaijiuxing，chulejiangdiweixiuchengbenzhiwai，shejirenyuanzaigonglvqijianzhongjiaruguzhangbaohudianlu，cainengbimianzujianfashengguzhang，jiangdidianzixitongsuozaochengsunhai。
　　
lingwai
，zaiyibanqichexingshideqingkuangxia，yidanchuxianlecheshangdezujianchuxianguzhangzhuangkuang，jiangdaozhiqicheshangdedianluxitongfashengduanlu，huodianyuanwufagongdian。zaiyuanchengchuanganqizhongcaiyongcheyongjinshuyanghuabandaotichangxiaojingtiguan（MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor

；以下簡稱MOSFET）組件技術後，將能適時地保護發生故障的組件
，或者在汽車線束及故障組件之間形成一個很高的阻抗，降低故障的發生率。
　　
車用MOSFET組件與自我保護技術
　　
新車型的設計在某種程度上依賴電子電路的設計，用來降低成本、提(ti)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)及(ji)豐(feng)富(fu)功(gong)能(neng)，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)也(ye)隨(sui)著(zhe)電(dian)氣(qi)及(ji)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)不(bu)斷(duan)地(di)增(zeng)加(jia)，以(yi)及(ji)它(ta)們(men)占(zhan)大(da)部(bu)分(fen)汽(qi)車(che)成(cheng)本(ben)和(he)重(zhong)量(liang)的(de)現(xian)實(shi)情(qing)況(kuang)


，使(shi)得(de)電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)設(she)計(ji)成(cheng)為(wei)設(she)計(ji)工(gong)作(zuo)中(zhong)的(de)一(yi)個(ge)關(guan)鍵(jian)因(yin)素(su)。因(yin)此(ci)，為(wei)了(le)汽(qi)車(che)上(shang)組(zu)件(jian)適(shi)用(yong)性(xing)的(de)問(wen)題(ti)，一(yi)般(ban)汽(qi)車(che)組(zu)件(jian)的(de)設(she)計(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)大(da)都(dou)會(hui)使(shi)用(yong)外(wai)部(bu)傳(chuan)感(gan)器(qi)、分立電路或者是使用軟件來加以因應。不過
，以目前的發展趨勢來看
，隨著技術持續的發展
，MOSFET這可歸類在多載式導電的單極型電壓控製組件，除了具有高頻率性能
、輸入阻抗高、驅動功率小、熱re穩wen定ding性xing優you良liang等deng優you點dian之zhi外wai，還hai能neng使shi功gong率lv組zu件jian更geng能neng夠gou符fu合he最zui低di的de係xi統tong成cheng本ben
，藉ji以yi達da到dao更geng為wei優you異yi的de故gu障zhang自zi我wo保bao護hu係xi統tong。因yin此ci，大da部bu分fen的de設she計ji人ren員yuan轉zhuan而er采cai用yong具ju有you保bao護hu作zuo用yong的deMOSFET功率組件來完成。
圖說：一般的汽車電路係統架構，大致上可簡單分為嵌入式與便利端口等兩種形式，而目前所使用的技術規範中，定義了MOSFET組件的技術規範。
　　
在過去這幾年當中，在汽車內、外wai部bu安an裝zhuang了le電dian子zi設she備bei
，藉ji以yi控kong製zhi汽qi車che主zhu體ti功gong能neng的de汽qi車che廠chang商shang持chi續xu地di快kuai速su增zeng加jia，使shi得de車che用yong半ban導dao體ti的de應ying用yong數shu量liang也ye有you顯xian著zhu的de提ti升sheng。而er在zai複fu雜za的de車che用yong電dian子zi係xi統tong中zhong，幾ji乎hu所suo有you使shi用yong的de功gong率lv組zu件jian除chu了le要yao能neng因yin應ying環huan境jing快kuai速su的de變bian化hua之zhi外wai
，在zai麵mian對dui到dao電dian子zi產chan品pin關guan閉bi瞬shun間jian電dian流liu
，及ji負fu載zai切qie斷duan電dian源yuan故gu障zhang所suo引yin起qi的de高gao壓ya變bian化hua時shi，能neng有you其qi因yin應ying之zhi道dao。
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另外，還有一點就是當車內的環境工作溫度一旦超過100℃∼120℃的時候（如：引擎室、輪胎周圍等），henrongyijiuhuichanshengzujianjiewendeqingxing，jineryingxiangdaozujiandekekaodujiqitakenengfashengguzhangdewenti。haiyouyigewentijiushicheshangfuzadexianshuwenti，zaicheyongxianshuzhongyouxuduodelianjieqi，yinweiqicheshangyouyuelaiyuedagonglvxuqiu，jibianshizaiyibandeyingyongtiaojianxia
，zujiansuoyaochengshoudeyalixiangduitigao
，yehenyoukenengzaochengzujiandianqilianjiefashengjianduanxingdeguzhangwenti。
　　
為了使汽車能具有更大的電流需求，以因應目前的潮流
，使得汽車半導體廠商必須開發電源MOSFET組件技術，以降低電流流動時的電阻值，使得目前MOSFET在車用電子、dianlixitongzhong

，yiyouyuelaiyueduodeyingyong，yebunankanchuqizhongyaoxing。xianjieduan

，chulemanzucheshangduobiandeyingyonghuanjingzhiwai

，haideyaoshunyingguojizujiandebiaozhunxuqiu，dadaogengyouxiaolvdenengliangliyonglv，yijizuidichengbendeyingyongyoushi，cainengjinyibufuheqicheshichangduiyugonglvzujiandeyaoqiu。yinci
，cheyongdianzishejigongchengshizaiweiqichedianzichanpinshejidianlixitongdetongshi，chuleshiyixing、可靠性及耐久性等產品本身的問題之外

，還必須要麵到各式各樣艱難的技術問題。
圖說：隨著電力需求的增加，提高了線束的複雜度

，增加了對汽車的電線
、重量以及封裝的限製。因此，每條電氣線路都要求針對短路和過載提供充足的電路保護措施，雖然，每個電氣負載理論上都可采用自身專用的熔斷器進行保護
，但是熔斷器在熔斷後必須進行更換。
　　
汽車電子係統中還有哪些問題尚待解決
　　
◎車上係統的短路故障問題
　　
如果在車上電路係統組件之間，一旦發生了短路故障的情況，會使得MOSFET立即關閉，短路的電流會通過MOSFET周zhou圍wei來lai進jin行xing分fen流liu，很hen容rong易yi就jiu能neng發fa現xian故gu障zhang問wen題ti的de存cun在zai。不bu過guo
，一yi旦dan電dian路lu係xi統tong的de短duan路lu現xian象xiang是shi屬shu於yu間jian歇xie性xing，或huo者zhe負fu載zai為wei電dian感gan的de情qing況kuang下xia，電dian流liu停ting止zhi時shi會hui在zaiMOSFET上產生一個反激式電壓（Flyback），來(lai)加(jia)以(yi)判(pan)斷(duan)負(fu)載(zai)電(dian)感(gan)中(zhong)的(de)峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu)是(shi)否(fou)高(gao)於(yu)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)時(shi)的(de)峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu)。因(yin)此(ci)，組(zu)件(jian)所(suo)吸(xi)收(shou)的(de)能(neng)量(liang)會(hui)比(bi)原(yuan)先(xian)預(yu)期(qi)的(de)還(hai)要(yao)多(duo)

，而(er)多(duo)個(ge)間(jian)歇(xie)性(xing)發(fa)生(sheng)短(duan)路(lu)的(de)情(qing)況(kuang)，也(ye)會(hui)轉(zhuan)為(wei)連(lian)續(xu)而(er)快(kuai)速(su)發(fa)生(sheng)，進(jin)而(er)導(dao)致(zhi)峰(feng)值(zhi)結(jie)溫(wen)快(kuai)速(su)提(ti)高(gao)，容(rong)易(yi)對(dui)組(zu)件(jian)本(ben)身(shen)產(chan)生(sheng)潛(qian)在(zai)性(xing)的(de)破(po)壞(huai)。
　　
◎溫度過高也容易發生故障問題
　　
組件引腳的靜電放電（ESD）
、線路瞬間電流
，以及電感負載開關產(chan)生(sheng)壓(ya)力(li)過(guo)高(gao)，另(ling)外(wai)就(jiu)是(shi)過(guo)熱(re)的(de)問(wen)題(ti)。在(zai)眾(zhong)多(duo)設(she)備(bei)中(zhong)，一(yi)旦(dan)組(zu)件(jian)的(de)溫(wen)度(du)過(guo)熱(re)就(jiu)容(rong)易(yi)導(dao)致(zhi)故(gu)障(zhang)的(de)發(fa)生(sheng)，甚(shen)至(zhi)是(shi)引(yin)起(qi)其(qi)它(ta)組(zu)件(jian)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)。就(jiu)像(xiang)電(dian)路(lu)係(xi)統(tong)的(de)短(duan)路(lu)現(xian)象(xiang)
，容(rong)易(yi)使(shi)組(zu)件(jian)發(fa)生(sheng)過(guo)高(gao)的(de)功(gong)耗(hao)，或(huo)者(zhe)是(shi)在(zai)極(ji)冷(leng)、極熱的環境條件下，使組件的散熱設備或電路板間的焊錫產生失效情況。在這麼多可能導致故障的情況下
，具自我保護MOSFETzujiandekongzhidianlu
，zeshizaiyizhonganquanmoshilaijiayijiance，shenzhishikongzhizujiangongzuoqingkuang

，yidanzujianlinshifashengguzhang，hainenglijixiufubinghuifudaozhengchanggongneng，shenzhinenggoujinyibujiangdiqicheshangdekongzhizujiandetijichicun，haijuyoutigaokekaoxing，erzaichuanganqifangmianzejuyouziwoguzhangzhenduan、工作狀態監測及溫度感測
、過電壓以及過電流斷電的保護等功能。
圖說：汽車電子的輸出係統在一般情況下也需要對由短路或電機堵轉所造成的過電流現象進行自我保護，因此

，MOSFET在設計上
，采取高頻率性能
、輸入阻抗高、驅動功率小、熱穩定性優良的設計方式。
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如何在溫度過高的情況下達到自我保護作用
　　
在一般的汽車上，所使用的過溫保護組件，是利用對溫度較為敏感的組件，如：二極管的偏壓來加以實現。假設上述的這些組件監測到芯片結溫溫度超過當初所設定的數值
，電路係統便會將具有主功率的MOSFET門(men)極(ji)拉(la)到(dao)接(jie)地(di)，並(bing)在(zai)第(di)一(yi)時(shi)間(jian)就(jiu)關(guan)閉(bi)該(gai)組(zu)件(jian)
，使(shi)其(qi)中(zhong)的(de)部(bu)份(fen)內(nei)置(zhi)組(zu)件(jian)能(neng)暫(zan)停(ting)電(dian)流(liu)傳(chuan)遞(di)動(dong)作(zuo)，待(dai)芯(xin)片(pian)的(de)溫(wen)度(du)稍(shao)微(wei)下(xia)降(jiang)到(dao)適(shi)當(dang)的(de)溫(wen)度(du)之(zhi)後(hou)，才(cai)會(hui)導(dao)通(tong)電(dian)流(liu)至(zhi)正(zheng)常(chang)狀(zhuang)態(tai)。
　　
當發生溫度過高的故障之後，有兩個主要問題必須要解決。

第di一yi
，當dang溫wen度du限xian製zhi開kai關guan斷duan電dian路lu與yu電dian流liu限xian製zhi電dian路lu一yi起qi協xie同tong運yun作zuo時shi，有you可ke能neng產chan生sheng的de高gao溫wen故gu障zhang問wen題ti。當dang電dian流liu產chan生sheng限xian製zhi電dian路lu時shi
，將jiang門men極ji節jie點dian的de電dian壓ya增zeng加jia到dao閥fa值zhi電dian壓ya的de附fu近jin，同tong時shi迫po使shi組zu件jian進jin入ru工gong作zuo模mo式shi的de情qing況kuang，並bing在zai不bu同tong的de組zu件jian結jie構gou下xia

，產chan生sheng不bu同tong的de參can數shu值zhi與yu分fen析xi的de數shu據ju結jie果guo，如ru此ci便bian可ke保bao持chi電dian流liu限xian製zhi的de設she定ding點dian隨sui時shi符fu合he高gao電dian流liu及ji低di功gong耗hao的de特te性xing，以yi滿man足zu從cong機ji械xie形xing式shi進jin展zhan成cheng機ji電dian形xing式shi的de汽qi車che電dian子zi係xi統tong。
　　
對(dui)於(yu)采(cai)用(yong)熱(re)滯(zhi)後(hou)電(dian)路(lu)讓(rang)零(ling)件(jian)在(zai)過(guo)溫(wen)故(gu)障(zhang)情(qing)況(kuang)下(xia)循(xun)環(huan)導(dao)通(tong)和(he)關(guan)閉(bi)的(de)組(zu)件(jian)
，結(jie)溫(wen)將(jiang)穩(wen)定(ding)在(zai)滯(zhi)後(hou)電(dian)路(lu)高(gao)低(di)設(she)定(ding)點(dian)之(zhi)間(jian)的(de)溫(wen)度(du)。這(zhe)與(yu)高(gao)溫(wen)可(ke)靠(kao)性(xing)測(ce)試(shi)類(lei)似(si)，都(dou)取(qu)決(jue)於(yu)組(zu)件(jian)在(zai)故(gu)障(zhang)情(qing)況(kuang)下(xia)的(de)工(gong)作(zuo)時(shi)間(jian)。一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)，當(dang)組(zu)件(jian)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)下(xia)降(jiang)變(bian)成(cheng)一(yi)個(ge)受(shou)重(zhong)視(shi)的(de)問(wen)題(ti)時(shi)，別(bie)指(zhi)望(wang)在(zai)故(gu)障(zhang)情(qing)況(kuang)下(xia)該(gai)組(zu)件(jian)工(gong)作(zuo)幾(ji)千(qian)小(xiao)時(shi)或(huo)更(geng)長(chang)時(shi)間(jian)。
　　
第二
、dangshebeichixudijinxingzuodong，shizujiandewenduguogaoyoukenenghuidaozhiziwobaohuzuoyongshixiao，fashengzujianguzhangdekenengqingkuang。zheshiyinweiguanbidianganfuzaihuobianyaqifuzaidetongshi，qishuchudefangdagonglvhuiyinweipinlvdebutong，erchanshengchayiyubianhua
，cishidedianluzujianbianhuizhudongxishoucunchuzaifuzaidianganzhongdenengliang，zheduiyuyingyongzaiqichedianzi、電路係統的MOSFETbiaozhunzujianxitonglaishuo，shifeichangzhongyaode。yinwei，yidanjiewenchaoguoneibusuonengchengshoudewendu，zujianbuzaijuyoubandaotitexing，menjidekongzhidongzuorongyichanshengcuowuqingkuang
，chufeiloujidianyuangonglvlijixiaoshi，fouzedangjingtiguanmenjichangdusuoduan
，huidaozhimenxiandianya（thresholdvoltage）因此而降低，進而產生短通道效應（short-channeleffect），將使得設備的電路組件受到破壞。
　　
自保護的MOSFETkenengzaoshoutongyangdeqingkuang，yinweidangmenjishurudianyaduikongzhidianlujinxingpianzhishi，youyumenjipianzhiweiling，guowenxianzhidianluchuyuwuxiaozhuangtai。zaizhengchanggongzuohezuihuaideguzhangqingkuangxia(如器件間歇性短路的情況)，電dian路lu設she計ji人ren員yuan必bi須xu確que保bao器qi件jian吸xi收shou的de能neng量liang不bu超chao過guo最zui大da額e定ding值zhi。另ling外wai
，即ji使shi出chu現xian最zui高gao能neng量liang額e定ding值zhi，能neng量liang脈mai衝chong之zhi間jian必bi須xu有you足zu夠gou的de時shi間jian讓rang結jie溫wen冷leng卻que到dao初chu始shi結jie溫wen。否fou則ze，結jie溫wen在zai每mei個ge能neng量liang脈mai衝chong之zhi後hou升sheng高gao，最zui終zhong達da到dao內nei部bu故gu障zhang溫wen度du。
圖說：汽車電路架構的未來將以42VPowerNet供電網絡和過渡性雙電壓網絡進行轉變的戰略，為電氣和電子係統架構提供了許多革新的機會。
　　
最後
，微機電的發展對汽車電力、電子設備的控製係統
、故障自我偵測
、xunhaochulideng，yeshijuyoushidaixingdezhongyaoxiangzheng
，erzaidianyuanjiekouyexuyaojuyouguodianliudeziwobaohugongneng
，zhanxianmuqianqichedianzichanyetixisuodaorudedianyuanbiaozhun
，bingzhenduiqichedianyuandebufenjinxingziwobaohu
，yifangzhigezhongleixingdeguzhangfasheng，ru：接(jie)觸(chu)不(bu)良(liang)的(de)電(dian)纜(lan)或(huo)接(jie)頭(tou)插(cha)入(ru)到(dao)商(shang)品(pin)時(shi)，產(chan)生(sheng)短(duan)路(lu)或(huo)造(zao)成(cheng)車(che)上(shang)其(qi)它(ta)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)損(sun)壞(huai)。由(you)此(ci)可(ke)見(jian)，未(wei)來(lai)微(wei)機(ji)電(dian)在(zai)汽(qi)車(che)上(shang)的(de)應(ying)用(yong)還(hai)會(hui)持(chi)續(xu)的(de)發(fa)展(zhan)
，包(bao)括(kuo)：微電子技術
、電力技術等運用到汽車上的電力、電子組件中，才能開發出更多且適合用在汽車上的電力、電子組件自我保護係統。
　　
車上的電流限製可以透過使用電阻、保險絲、開關或MOSFET組zu件jian技ji術shu來lai加jia以yi實shi現xian。目mu前qian很hen少shao采cai用yong電dian阻zu保bao護hu方fang案an
，因yin為wei它ta會hui在zai正zheng常chang電dian流liu狀zhuang態tai下xia產chan生sheng過guo大da的de電dian壓ya降jiang。有you可ke能neng采cai用yong一yi次ci性xing保bao險xian絲si方fang案an，但dan是shi這zhe種zhong保bao護hu易yi於yu損sun壞huai，而er且qie必bi須xu在zai產chan生sheng故gu障zhang後hou予yu以yi更geng換huan。雙shuang金jin屬shu開kai關guan的de局ju限xian性xing在zai於yu它ta存cun在zai反fan複fu接jie通tong
，並bing有you可ke能neng導dao致zhi觸chu點dian熔rong連lian故gu障zhang。在zai很hen多duo汽qi車che應ying用yong中zhong，最zui好hao的de保bao護hu方fang案an為weiMOSFET組件技術，這種組件在正常工作狀態下呈現低阻抗
，而在產生故障時呈現高阻抗；如此一來，便能使汽車電力自我保護係統呈現最佳化的狀態。
　　
一般來說
，在汽車上最常見，也最麻煩的故障問題
，就是汽車電路係統「短路」的故障問題，這是因為汽車在電源啟動或關閉的過程中，很容易就會產生短路組件，而這類型的故障形式，例如：負載間的短路、開(kai)關(guan)間(jian)的(de)短(duan)路(lu)或(huo)電(dian)源(yuan)接(jie)地(di)的(de)短(duan)路(lu)故(gu)障(zhang)。這(zhe)麼(me)說(shuo)好(hao)了(le)，在(zai)汽(qi)車(che)上(shang)所(suo)產(chan)生(sheng)短(duan)路(lu)故(gu)障(zhang)大(da)部(bu)分(fen)是(shi)屬(shu)於(yu)間(jian)歇(xie)性(xing)，也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)在(zai)很(hen)短(duan)時(shi)間(jian)內(nei)，有(you)可(ke)能(neng)就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)很(hen)多(duo)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)發(fa)生(sheng)狀(zhuang)況(kuang)；因此，可以利用MOSFET組件來解決車上電路係統短路的問題。