飛思卡爾更新引擎控制所需的類比產品線

jiming

SMARTMOS™產品線的擴充，涵蓋了飛思卡爾車用微控制器的訊號調節、H-橋接及輸出驅動器等元件

2007年6月19日德州奧斯汀報導 – 今日的汽車需要複雜的引擎控制解決方案，才能滿足消費者對於性能、省油、以及環保等方面的期待。身為汽車工業的頂尖半導體供應商，為了因應這些挑戰，飛思卡爾一口氣引進了六款專為引擎管理應用所設計的標準SMARTMOS™類比產品。
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4 ?# W5 k* [: ]) s/ _引擎控制模組是十分複雜的系統，需要各種診斷偵測及特製的控制功能，方可監控環境輸入訊號、並控制複雜的負載，同時在嚴苛的車內環境下運作。透過飛思卡爾的類比產品，就能可靠又有效地掌控引擎控制的複雜度。
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+ _/ d2 t1 g0 ~' H* M飛思卡爾日益增加的高電流傳動應用類比產品線，包括輸出驅動器、訊號監控與調節元件、以及H-橋接器等等。這些產品可以混合使用，並配合飛思卡爾完備的MPC55xx 32位元微控制器(MCU)，提供充分的彈性，以便支援各種多汽缸引擎控制應用。MPC55xx微控制器以Power Architecture™技術為基礎，是一顆高度整合的系統單晶片(system-on-chip，SoC)元件，最適合汽車應用，包括傳動控制在內。

8 U& [4 n/ K* H: p& {Strategy Analytics Automotive Practice的副總裁Chris Webber指出：「由於未來的排放法規限制日趨嚴厲，因此隨著次世代系統的研發，引擎控制的複雜度也在持續提升。位於感應器及促動器、或是與引擎MCU之間的混合訊號界面，佔了線路設計複雜度及成本的絕大部分。為了在提升性能的同時控制成本，電子模組工程師不斷地在尋求更富設計彈性、且兼具各項特色的標準IC產品。」
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7 ~7 T3 M! Y' M* \8 N: ~: V飛思卡爾在汽車市場的類比式混合訊號及功率產品方面，技術上的領先地位已獨領風騷超過廿五年。該公司的SMARTMOS技術綜合了高密度、高速邏輯電路，以及精準的類比與高電壓、高電流功率線路。透過串列式週邊界面(serial peripheral interface，SPI)通訊協定，SMARTMOS元件就可以與飛思卡爾獨步業界的車用MCU系列產品緊密結合。

$ h, a0 J, O* D$ U* l9 X6 r飛思卡爾類比及混合訊號與功率部門的副總裁暨總經理Arman Naghavi表示：「飛思卡爾高性能類比及混合訊號產品的功能，足以為複雜的引擎控制提供既可靠又經濟的解決方案。我們在高度整合的類比產品製造上發揮先進的SMARTMOS技術，這方面源源不絕的創意讓汽車設計師可以有效降低功率損耗、線路板面積及系統成本。」

在6月25至28日間於佛羅里達州奧蘭多市所舉行的飛思卡爾技術論壇(Freescale Technology Forum，FTF)技術實驗室裡，飛思卡爾會展示以該公司部分類比元件為基礎的引擎控制解決方案。
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輸出驅動器
MC33800是一款16-通道的多功能輸出驅動器，具備八組低端(low-side)驅動器、六組場效電晶體(field-effect transistor，FET)前置驅動(pre-drivers)、以及兩組穩定電流式低端驅動器。MC33800堪稱是MCU界面的「軍用瑞士刀」，其設計可以控制繼電器、馬達、電磁閥、照明燈、閥門及HEGO (heated exhaust gas oxygen，加熱尾氣含氧量)感應器。該元件不但適用於引擎及傳動控制，也可以用在各種應用上，像是電動馬達操控、四輪傳動控制，以及需要低端驅動、診斷報告及故障防範的工商業用控制系統等等。
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) q& v5 o" M, R1 y: dMC33810低端驅動器具備多樣化的可程式化界面，可作為引擎控制MCU與汽油引擎點火及噴油功能間的媒介。其應用涵蓋汽車、機車、工業用引擎、發電機、水上船隻及其他各種休閒用交通工具等等。MC33810是第一款彈性化的引擎控制界面線路，可以輕易隨著不同的引擎汽缸數目作調整。該元件整合了四組low-side驅動器和四組支援PWM的前置驅動，可以設定為噴油嘴、電磁閥、外部FET或IGBT的驅動之用。MC33810大幅地減少了引擎控制單元所需的零件數目，不但縮小了尺寸，更降低了成本與複雜度。

訊號監控與調節
' _3 [, j, ]2 p& k8 SMC33811是一款五通道的電磁閥監控元件，其用途為偵測電磁閥是否正常運作。該元件會檢查電磁閥的電流波形設定，藉以判斷電磁閥開關是否發生問題。無論電磁閥促動正常與否，它都會以簡單的SPI訊息來通知MCU。其應用涵蓋自動傳動、油嘴噴射及其他控制閥門促動器等等。

MC33975是一款改良過的界面IC，能夠偵測22組開關輸入的狀態：其中14組開關輸入接地、另外八組開關輸入則接地或與電池連接。所有的22組輸入都可以設定為多工及緩衝的類比訊號輸入，以便用在晶片外部線路。MC33975是飛思卡爾
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8 F9 a( y) A3 Z9 Z3 n& `1 L多重開關偵測界面系列產品的一員，它可以與任何具有SPI的MCU相連，藉以提供防護良好的開關級界面、以及類比訊號輸入功能。經過改良後，該元件已可在每個輸出提供32 mA電流給開關式5V感應器，輸入偵測亦同。MC33975還可以用在車體控制模組、以及工商業用的控制系統等方面。

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* l2 H3 l: }2 m3 cMC33899與MC33926這兩款元件都屬於單體性的H-橋接功率IC，適合用在電子式節流閥控制、以及低電壓直流伺服馬達控制應用等方面。可驅動直流馬達或是雙向式電磁閥控制促動器，例如節流閥控制或是排氣循環促動器之類。也可以為嚴苛的輸送帶環境提供穩固、精巧、易於使用的套裝解決方案。

MC33899具備一組通往系統MCU的SPI界面，可以啟動更先進的診斷功能、可程式化的電流限制、以及可任意選擇的電壓上昇率。它也提供比MC33926更高的輸出電流。MC33899的故障重啟功能則可以進行設定，將高負載電流調節至預設的上限值之下。

MC33926提供簡易的輸入控制，不須使用SPI界面即可精確地管理負載。該元件豐富的功能只不過是MC33899為數龐大可程式化功能的一小部分。此外，MC33926的封裝尺寸亦小於MC33899。其精巧的散熱改良式PQFN封裝，讓MC33926成為小型引擎控制器的理想解決方案。
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" g8 Z; C5 {+ K% N( J, r價格與取得方式
' f0 ]. e- r2 Y  W飛思卡爾的引擎控制類比式SMARTMOS元件已有樣品供應。這些元件均有評估線路板及USB對SPI界面線路板的支援。KITUSBSPIEVME線路板則可支援不具備並列埠的PC，讓它可以透過USB埠與其他的飛思卡爾評估線路板進行通訊。KITUSBSPIEVME的建議零售價是65元美金。

" N' L( e2 ~, O: ~1 J5 I. m- r以10,000顆為購買單位時，建議美金售價為每顆：

•        MC33800 16-通道輸出驅動器：2.40美金
, @3 _+ J( O2 j$ z% V5 p& N•        MC33810八通道點火與噴射驅動：2.28美金
1 F7 c  w! P# g( M3 Q•        MC33811五通道電磁閥監控：1.20美金
•        MC33899可程式化H-橋接式馬達驅動：3.29美金
" D% X' k5 ~( F. I6 L•        MC33926節流閥控制H-橋接：2.03美金
! a5 v! t9 \5 _" f6 b•        MC33975 22-通道多重開關偵測界面：1.91美金
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有關這些類比產品的進一步詳情，以及可用的研發工具，請參閱公司網頁www.freescale.com/files/pr/enginecontrol.html。

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