类比半导体发布车规级智能高边驱动HD7xxxQ系列

在过去几十年中，半导体产品在汽车中的应用迅速扩大，汽车电子成为增速最快的细分市场之一。根据中国汽车工业协会提供的数据显示，传统燃油车所需汽车芯片数量为600-700颗/辆，电动车所需的汽车芯片数量将提升至1600颗/辆，而更高级的智能汽车对芯片的需求量将有望提升至3000颗/辆。

值得注意的是汽车应用中高边驱动数量非常大，并且市场被国外先进半导体公司垄断，国产化率较低。

当下在市场需求量大和政策的双重刺激下，我国高边驱动发展迅猛，涌现出一批以类比半导体为代表的优秀企业。

近日，类比半导体宣布推出新品车规级智能高边驱动HD7xxxQ系列。该系列产品包括车规级单通道高边驱动HD70xxQ和车规级双通道智能高边驱动HD70xx2Q，提供不同通道数和多档导通内阻，产品均具备全方位的保护和诊断功能，包括可配置闭锁功能的过热关断保护、动态过温保护、负载过流保护、高精度比例负载电流检测、输出过载和对地短路警报以及对Vcc短路诊断和OFF状态开路诊断等。

类比半导体高边驱动产品可用于驱动车身控制域中的各种阻性、感性及容性负载的驱动，其在车内外的应用非常广泛，包括车内饰灯、头尾灯、座椅和方向盘及后视镜加热、电磁阀、门锁、电机等场景。

高边开关是未来的趋势

高边驱动，也称之为高边开关，其主要用于车内负载的驱动与开关，并对负载进行保护和诊断。高边驱动以高可靠性、灵活性、低功耗以及小型轻量等特点，正逐渐替代传统的保险丝、继电器等方案。

类比半导体市场总监范天伟先生表示，汽车的配电系统或者在负载的电源开关，经常会看到继电器和保险丝的组合，事实上应用时有很多问题，高边驱动解决了最棘手问题。

首先，保险丝只能做过流保护，电流大了就没办法做到可恢复或详细的保护。所以高边开关应运而生，把传统继电器和保护功能全部集成在一颗芯片。通过传感器，可以把实时信号送到MCU做更进一步的判断，所以高边驱动本身比传统的方案具有更多的保护和诊断功能。

第二，可靠性。一般继电器寿命在几十万次，从可靠性角度来讲，高边开关几乎没有任何所谓寿命问题。

第三，灵活性。高边开关可以通过某一个Pin脚、硬件，去设置过流点。

第四，功耗。新能源车无论是驻车状态还是行驶状态，对于静态功耗、待机功耗、工作功耗，都有非常严格的考量。高边开关比传统的继电器功耗要低。

第四，重量轻。新能源域控把更多负载驱动集成在一块电路板上，需要用更多继电器，那成本、重量和尺寸是非常大。

最后，EMC。汽车上EMC是非常难解决的问题，继电器在吸合时候会弹跳，弹跳会产生大量EMC，高边开关也能完美解决这个问题。

从这六点来看，高边开关一定是未来趋势。

市场竞争情况

根据中汽协官方数据计算，去年国内的销量和出口的销量燃油车是1997万台，新能源车是1688万台左右。去年基本上每辆燃油车平均使用高边的通道数在35颗，新能源车在75颗，按照每个高边开关1.2元人民币计，去年整体消费14亿~15亿左右算。

高边开关龙头企业英飞凌、ST、TI。ST和英飞凌，利用工艺优势，产品更全，覆盖不同通道数，包括1通道、2通道、4通道、6通道。由于ST和英飞凌使用集成垂直工艺，所以它可以在相同的封装里，做成功率密度最高的产品，比如2通道20毫欧、2通道30毫欧，甚至是单通道2毫欧、单通道1.2毫欧。

范天伟先生称，国内公司奋起直追，已经开始推出相应高边产品。但是大部分推出是高Rdson的小电流产品，围绕着80毫欧以上的产品，像4通道、2通道甚至是1通道，经常会用在一些小灯的开关、小电源的配电。目前国内公司的高边产品相对比较零散，没有形成体系级产品。

范天伟先生表示，对于类比半导体来说大电流产品能做到最低单通道6.1毫欧、极低内阻的Rdson，最高可以做到200毫欧的Rdson，而且覆盖1通道、2通道和4通道。类比半导体在高边驱动基本现在可以覆盖英飞凌、ST、TI60%~70%高边驱动产品。

高边驱动产品发展趋势

高边驱动产品存在时间已经十多年了，范天伟先生分析高边产品后面的趋势：

首先，高边驱动产品会往更低的Rdson和更大的驱动电流。

第二，更多通道数的集成。

第三，通讯方式的改变。

第四，更低的静态功耗。

最后，高边驱动的智能化、可编程化。

范天伟先生表示，高边驱动是非常复杂的产品，里面有powerFET、controller、电源、传感器，它是一个多功能的数模混合产品，而且对于高边来说，往往会影响到整车安全。如果不能有效保护负载，导致负载损坏或导致高边驱动产品本身损坏，都会产生整车产生安全问题。所以高边会关注：1.带载能力；2.防止电源反接；3.静态电流要够低；4.开关特性；5.电源、地线的丢失；6.过温、过压、欠流、过流保护。

HD7xxxQ系列优势

类比半导体把高边驱动分成了三类，分别是1通道、2通道、4通道这三类产品。每个通道里都做了不同的Rdson，包括8毫欧、20毫欧、40毫欧和80毫欧这四档，目前推出有8款产品。目前类比半导体已经量产的是2通道15毫欧和2通道20毫欧，现在送样阶段是1通道8毫欧的产品，。今后类比半导体还会陆续推出1通道40毫欧和1通道80毫欧的产品，包括2通道40毫欧和2通道80毫欧的产品，这个月会发布样品。

类比半导体高边产品，有几个特点。

1.待机功耗更低，在25℃的情况下可以达到0.01μA；在85℃情况下，达到0.1μA。

2.Rdson最低做到6.5毫欧，最高是80毫欧。在16pin的封装上，最低可以做到6.1毫欧。

3.Vclamp。在感性负载特别关注这个指标，会特别关注钳压点。像英飞凌和ST，基本做到38V的典型值，我们做到45V，保证感性负载的可靠性更强。

此次推出的HD70xxQ车规级单通道智能高边驱动主要应用于汽车12V接地负载应用中，例如座椅加热，并可以提供进一步的智能保护功能，包括负载过流限制保护、动态过温保护以及过热关断保护等。

HD70xxQ产品优势（以HD7008Q为例）：

开关智能控制：对高边驱动进行智能控制、诊断、保护

低导通阻抗：通道导通电阻RDS(ON)典型值均为6.5mΩ，在同等阻性负载条件下，可以允许通过更大电流，或者获得更低的板级温升，提升热性能.

低功耗：最大0.1uA的待机功耗，在单板多芯片应用场景下优势明显，符合域控制器对低功耗需求趋势

高精度比例负载电流检测：精确实时电流检测，提供更快诊断、检测需求

全方位的保护和诊断功能：集成智能负载开路、短路、过载等多种诊断，并提供全方面智能保护功能，包括Vcc欠压关断、VDS钳位、过温、动态过温以及失地、电池反接等保护。

HD70xx2Q车规级双通道智能高边驱动的输入控制引脚兼容3V和5VCMOS接口，配有两路独立输出通道。HD70xx2Q的¯("FaultRST")引脚在出现故障时可以控制输出自动恢复或者输出闭锁。

HD70xx2Q产品优势（以HD70152Q为例）：

双通道独立智能控制：双通道可以独立进行控制、诊断、保护

低导通阻抗：每个通道导通电阻RDS(ON)典型值均为15mΩ，在同等阻性负载条件下，可以允许通过更大电流，或者获得更低的板级温升，提升热性能

低功耗：最大0.1uA的待机功耗，在单板多芯片应用场景下优势明显，符合域控制器对低功耗需求趋势

高精度比例负载电流检测：精确实时电流检测，提供更快诊断，检测需求

全方位的保护和诊断功能：集成智能负载开路，短路，过载等多种诊断，并提供全方面智能保护功能，包括Vcc欠压关断、VDS钳位、过温、动态过温以及失地、电池反接等保护。