為了實現最高效率，我們通常需要使用一個DC/DC變bian壓ya器qi將jiang這zhe台tai動dong力li強qiang勁jin的de直zhi流liu電dian動dong機ji的de驅qu動dong電dian壓ya提ti升sheng至zhi數shu百bai伏fu。與yu此ci同tong時shi
，混hun合he動dong力li汽qi車che和he純chun電dian動dong汽qi車che通tong常chang使shi用yong與yu燃ran油you汽qi車che相xiang同tong的de電dian子zi控kong製zhi單dan元yuan來lai實shi現xian車che身shen控kong製zhi、儀表盤信息顯示等功能。這意味著這些電子設計需要使用12V電源。因此，還需要使用一個DC/DC轉換器變壓器將鋰離子電池的數百伏輸出電壓降至標準的12V直流電壓。

圖1：在一台環保汽車中，一個轉換器將鋰離子電池的輸出電壓提升至數百伏直流電壓（橙色），用以驅動電動機；同時將輸出電壓降至12V直流電壓DC，用以驅動ECU（淺藍色）。CAN總線網絡用深藍色表示。

由於ECU負責執行各種關鍵性任務，因此，DC/DC變壓器對於確保車輛的安全運行至關重要。此外，該轉換器還必需高效

，而且即使在電池電壓發生波動時，也必須為ECU提供穩定的電源。其電路設計必須足夠精準、高效和緊湊，以適合空間受限有限的汽車係統。最重要的是，它必須可靠

，因為ECU的任何一個故障都可能導致車輛失控、損壞甚至人員傷亡。

然而
，卓越的DC/DC變壓器離不開卓越的控製器。Spansion半導體的新技術利用MCU的(de)數(shu)字(zi)處(chu)理(li)能(neng)力(li)成(cheng)功(gong)縮(suo)減(jian)了(le)組(zu)件(jian)的(de)數(shu)量(liang)，它(ta)能(neng)夠(gou)利(li)用(yong)軟(ruan)件(jian)平(ping)台(tai)輕(qing)鬆(song)靈(ling)活(huo)地(di)滿(man)足(zu)係(xi)統(tong)要(yao)求(qiu)
，而(er)且(qie)還(hai)能(neng)通(tong)過(guo)車(che)載(zai)網(wang)絡(luo)向(xiang)駕(jia)駛(shi)員(yuan)顯(xian)示(shi)故(gu)障(zhang)信(xin)息(xi)，從(cong)而(er)簡(jian)化(hua)了(le)車(che)輛(liang)的(de)維(wei)護(hu)工(gong)作(zuo)。

數字化的優勢

為了更好地了解MCU如何影響數字DC/DC變壓器的運行和功能，讓我們以Spansion MB91550為例。這款MCU能夠同時實現兩個控製環，一個用於控製輸出電壓，另一個用於控製電流（見圖2）。這個以200MHz時鍾頻率運行的MCU能夠生成一個精準的PWM波形

，而這是保持精準控製的關鍵所在。通過PWM轉化輸出的周期進行相位調整能夠對其進行功率因數校正（PFC）。另外，此款MCU還符合ISO26262定義的功能安全要求。

圖 2: 在斜率補償單元和比較器的協助下

， MB91550 單片機可以控製數字直流/直流變壓器，從而搭建一個高效的係統。

讓我們仔細研究一下整個過程。一個12位A/D轉換器對電壓進行數字化處理
，然後，一個配有FPU的32位CPU設定一個比較器參考值和一個斜率補償值，目的是將電壓降至目標電壓（見圖3）。這個斜率補償值通過一個10位D/A轉換器被發送到電流反饋環的斜率補償單元。經過CPU處理後
，電流進入一個比較器
，後者檢查其與預先設定的參考值的偏離。轉換器根據匹配結果調整當前轉換周期的PWM輸出的工作周期。如果電流大於上述參考值，則表示發生了過流情況，MCU將切換至“off”狀態
，同時修正被控製的PWM輸出。

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斜率補償電路和專用比較器讓MCU能夠控製DC/DC變壓器的PWM工作周期
，而且無需等待下一個工作周期。這是MCU的一大優勢：轉換器能夠響應實際電動機負載的快速波動，並檢測目標係統的電流和電壓。PWM輸出電路支持一個發電機空載計時器和用於波形控製的相移功能（見圖4）。

展望未來

混合動力汽車和電動汽車是未來環保汽車市場的重要組成部分。本文重點關注了車用MCU，但實際上，市場上還存在各種各樣的直流設備和係統，例如，需要電源管理的太陽能電池板等。我們在此探討的MCU類型可被應用於眾多同類係統，用以提升它們的效率
、性能和安全性。


微wei控kong製zhi器qi不bu僅jin能neng夠gou助zhu力li打da造zao一yi個ge高gao效xiao的de社she會hui，而er且qie還hai能neng打da造zao一yi個ge安an全quan的de社she會hui。為wei了le實shi現xian這zhe個ge願yuan景jing
，未wei來lai的de數shu字zi電dian子zi器qi件jian應ying能neng在zai很hen多duo方fang麵mian從cong容rong應ying對dui以yi下xia趨qu勢shi和he挑tiao戰zhan：

● 在不遠的將來，所有事物都將聯網。汽車對於交通而言非常重要，但如果不能很好地抵禦網絡攻擊
，它們也會成為威脅。MCU等數字組件需要保護車輛免遭外部網絡攻擊（見圖5）。

● 基於模型的開發（MBD）能neng夠gou通tong過guo代dai碼ma自zi動dong生sheng成cheng大da幅fu縮suo短duan嵌qian入ru式shi軟ruan件jian的de開kai發fa時shi間jian。在zai模mo擬ni環huan境jing中zhong
，我wo們men甚shen至zhi能neng夠gou在zai獲huo得de實shi物wu係xi統tong之zhi前qian測ce試shi各ge類lei安an全quan隱yin患huan。通tong過guo分fen析xi係xi統tong對dui標biao準zhun測ce試shi中zhong可ke能neng不bu會hui出chu現xian的de各ge種zhong異yi常chang事shi件jian的de響xiang應ying，模mo擬ni環huan境jing能neng夠gou幫bang助zhu我wo們men開kai發fa出chu更geng安an全quan的de係xi統tong。

● 集成能夠降低成本
，同時優化性能。

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