ECUからDCUへの道

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図1 : 現在のECUアーキテクチャ

ECUアーキテクチャの制限を解決するために、ドメイン制御ユニット (DCU) が開発され、ECUやその他のセンサが車両全体の集中制御システムに統合されました。DCUは、スマートドライビングおよびスマートコックピットアプリケーションの新たなトレンドを支援するために最も重要であるため、自動車の電気および電子アーキテクチャの未来を表しています。DCUは、車体、シャーシ、電源などの機能も向上させます (図2を参照)。

図2 : 将来のDCUトレンド

従来のアプローチやECUシステムと比較して、DCUは、堅牢なハードウェアコンピューティング能力と標準化されたインタフェースを備えた統合、セキュリティ、およびコアコンピューティングに重点を置いています。ただし、サプライヤは、既存のICだけに依存して、より複雑で強力なDCUを実現することはできません。つまり、適切に設計されたデバイスは、次の基準を満たす必要があります。

• 安全関連のすべての障害を考慮して、単一障害点の可能性を回避します。
• さまざまなグレードと価格のDCU再設計プロセスを簡素化する柔軟なリフトレベルを使用して、スケーラブルなモジュール式の方法で設計されています
• 摂氏0度以下から摂氏数百度までの広大な温度範囲や、絶え間ない外部ノイズや刺激など、自動車環境の過酷さに耐えることができます。

MPSは、製品開発パスとパワーモジュールエコシステム全体を合理化して、システム全体をより安全でスケーラブルかつ信頼性の高いものにするのに役立つ電源サブシステムを提供します。

MPSの電源サブシステム

MPSの電源サブシステムは6つ以上の異なるICで構成されており、各サブシステムは調和して動作します (図3を参照)。一部のICは、超高電力密度を提供するように設計された、従来の電力管理製品向けのMPSの高度なプロセス技術に基づいています。他のICは、アナログ製品に統合されたタイミング制御または電圧監視機能を提供します。

図3 : MPS電源サブシステムの設計

この電源システムでは、各ICの一般的な機能とデバイス間の互換性を考慮する必要があります。MPS電源サブシステムの設計は、業界で認められたISO26262安全規制に準拠し、自動車サプライヤー向けの共通言語とプロトコルを確立する、独立したサードパーティの厳格な評価機関によって認められています (図4を参照)。

図4 : MPS電源サブシステムのASIL機能

最適化されたシナリオでは異なるモジュールが連携しない可能性があるため、MPSは、お客様がサブシステムレベルでいくつかのシナリオを検討するのを支援します

MPS自動車ソリューションは、個々の製品ではなく製品ファミリ全体を対象とすることにより、スケーラビリティを優先します。たとえば、ピン互換製品ファミリでは、MPSは、出力電流サイズを除いて、同じパッケージ、ピン配置、および仕様を持つ4〜6の異なるソリューションを提供できます。

製品のスケーラビリティを向上させるためにMPSによって提案された別のアプローチは、並列ソリューションを使用することです。内蔵のハイサイドおよびローサイドパワーMOSFETを備えた低静止電流の同期整流降圧スイッチングコンバータであるMPQ4436について考察します。複数のMPQ4436デバイスは、1パート、2パート、または4パートのシステムで並行して動作し、より幅広い要件をサポートできます (図5を参照)。

図5 : MPQ4436デバイスの並列操作

結論

本稿では、組み込みECUシステムから集中型DCUシステムへの移行について説明し、さまざまなサブシステムを統合してスケーラビリティを実現するMPSの電源サブシステムスキームについて説明しました。車両の電動化とより高度な制御システムの増加に伴い、MPSは革新的なソリューションと幅広い製品ポートフォリオを提供し、自動車の顧客が自動車システムを効率的にアップグレードできるように支援します。

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