原文：《Headlamp Driver Solution Study Under The Situation Of IC Chips Shortage》作者：Grant Guo, Bruce Luo, Ivan Kong编译：屈鼎然，郭雨欣指导：林燕丹 简介：汽车销售数据显示，最近10年的销售量保持稳定，平均为2500万辆/年。但电动汽车的普及率正在逐步提高。电子汽车对集成电路芯片的需求量很大。电子汽车的半导体需求量大约是燃油汽车的2倍，而智能汽车的数量大约是8倍。传统燃油车平均每辆车需要500至600个IC芯片，但到2020年这一数字将增加到93 4个，电子车甚至达到1459个。因此，近年来出现了IC芯片极度短缺的现象。基于上述背景，本文提出了一些更有效的设计，以摆脱极端缺乏的IC芯片的高可靠性。 01 设计优化入口 ldm A. 减少高集成度和极端短缺的IC芯片的使用。 本文包含两个主要方向：第一，将高集成度的IC芯片分为分立的芯片，例如SBC可以分为LDO和Transceiv er。第二，用LSD（Low Side Driver）低压风扇驱动器（5V）等纯硬件电路取代短缺的IC芯片。 B. 用新的或本地的芯片取代一些极度短缺的全球品牌IC芯片 在关键IC芯片短缺的情况下，许多供应商正在扩大产品范围以覆盖更多的应用场景。这激活了LDM设计中IC 芯片的选择范围。扩展的产品包括BUCK、MCU、BOOST、LDO、TRASNCEIVER等。基准显示，许多全球和本地供应商都有他们的新产品路线图，大多数将在2022年底或2023年第一季度量产，可以取代目前严重短缺的IC芯片。IC芯片的详细类型将由特殊设计和应用场景决定。 C. 整合头灯功能电源，减少关键IC芯片的使用。 集成包括但不限于：串联的低端驱动器，例如，用LSD的LB通道驱动HB；串联驱动功能，用功能旁路开关控制；用同一通道驱动两个不同的功能，用分离的串联旁路开关控制；连接到一个通道的功能用时间复用控制。 02 LDM单元块设计
A. 系统基础芯片开发
SBC（系统基本芯片）执行的主要功能是。
电池管理
3.3V或5.5V电压调节器
网通管理
失控保护或跛行回家功能
CAN或LIN通信
因此，SBC可以分为分立的IC芯片包括。
低压差稳压器（LDO）
具有低静态电流模式的CAN或LIN收发器
对于列出的其他功能可以通过系统架构和其他关键IC芯片的选择来实现。这些功能的实现示例如下。 1）带有硬件输入的电池管理的LDO 对于电源输入为KL30或PAAT（全时电源）的LDM，没有NM（网通管理），功能控制为硬件输入。电源管理要求是强制性的，静态电流的额定限制应小于100uA。在这种情况下，以下是为满足要求而提出的解决方案。 在这个设计中，LDO由功能硬件输入驱动，控制KL30的开/关（图1）。MCU由LDO的输出驱动。这样做的好处是，如果没有功能硬件输入，KL30将完全关闭，因此容易满足静态电流的要求。但LDO输入（L B/HBDRL/TI/PL等）的保护应使用功率电平RC电路。 图1.功能硬件输入驱动的LDO 相反，LDO可以由KL30驱动，其ON/OFF MOS将由功能硬件输入控制（图2）。任何功能硬件输入都将激活KL30的开关MOS，为LDO和MCU供电。与第一种方法相比，其优点是功能硬件输入应是信号电平的RC保护电路，因此可以节省更多成本。但是必须考虑到KL30开关MOS的保护问题。 图2.来自KL30的LDO功率 2）带网通管理的CAN收发器 对于电源输入为KL30或PAAT(Power at All Time)，带有NM(Netcom Management)且没有功能硬件输入的LDM，也需要进行电源管理以满足静态电流的要求。相关的解决方案如下图所示（图3），收发器的功能应包括待机/睡眠模式或其他低静态电流模式，并提供一个使能引脚， 可以指示收发器在唤醒或睡眠/待机模式下的工作状态。LDO应具有待机/睡眠或其他低静态电流模式，该模式可通过硬件输入激活或不激活。 其原理是。CAN收发器将被支配超时并进入待机/睡眠模式，如果在预定的时间内没有收到消息。一旦收到输入的CAN信息，收发器将被唤醒，INH引脚将被激活，以使LDO生效，进一步为MCU和收发器提供5V电源。MCU将判断输入的信息是否应该唤醒LDM。如果是，MCU将激活KL30开关MOS，或者MCU 将通过信息或引脚输入向收发器发送待机/睡眠模式请求。然后在系统中，只有收发器工作在待机/睡眠模式，以满足低静态电流的要求。 对于收发器和LDO，有全球和本地品牌的IC芯片可供选择，并可在短时间内交付，这将解决SBC的短缺问题，但系统可能会增加，这取决于分割IC芯片的详细选择。 图3.来自KL30的LDO功率
