汽车电子域控时代的新兴器件-E-Fuse应用
虽然最近特斯拉深陷刹车失灵的争议之中，但是并不妨碍各大tier1巨头以及新能源汽车的厂商们对他优秀电子电器架构的模仿与学习。
e-fuse的大规模应用，应该是从特斯拉开始，也是特斯拉将汽车的设计进行了颠覆，然后我们才发现，原来汽车上的配电盒居然可以取消，在汽车上用了几十年的传统保险丝，被特斯拉干掉了。
基于博世对电子电器架构的分级，在后期的域融合方面，会跟特斯拉一样，将整车上的执行器，按照就近原则，对车上的ecu进行极大的改革，一方面极大的节省线束，实现成本的下降，另一方面线束的减少对于车辆的减重有很大的帮助（偶然有一次了解到一个b级车的白车身，没记错的话也就两三百公斤，而整车上的线束总重量，也差不多是这么重。），同样也是有利于提高电动车的续航。
e-fuse的应用场景
那么就回到我们这一次的主题，主题是说一下e-fuse，那e-fuse的应用场景是怎么样的呢？说到这个就得从电气电气的架构开始说起。以下内容部分信息参考文章：https://mp.weixin.qq.com/s/ofucjzttitdgjsjsyeqtgq。
针对很早很早以前博世的一张对电子电气分类的这张图，从分布式，到集中式，到现在的中央集中式——第三阶段，也就是现在目前各种解决方案中推广的比较多的。包括大众的meb平台的e3架构，宝马inext车型的三域架构方案，华为的cc架构，伟世通的三域eea方案，这都是目前比较主流的架构。
三域控主要就是包含以下三个域，分别是：车控域控制器（vdc，vehicledomain controller）、智能驾驶域控制器（adc，adasad domain controller）、智能座舱域控制器（cdc，cockpit domain controller）。
1、大众的meb平台
对于大众meb平台，其三域控的方案中包含：车辆控制服务器icas1、智能驾驶服务器icas2和信息娱乐服务器icas3。大众的中央域控制器集成了switch的功能，这个switch就有点像充当网络管理的角色，在目前的电子电气网络拓扑中，唤醒一个节点可以通过硬线或者网络管理报文，如果通过switch，在所有策略都集中到域控中来执行的时候，通过switch可以让子节点在需要它的时候再让它唤醒。另外一个方面，子节点的电源直接从中央域控过来，能够省掉之前绕去前舱的继电器盒再回来这么一圈的线束长度，能够极大的缩减线束的成本。
2、华为的cc架构
华为在上海车展上火了一把，火的是极狐汽车，但是我不知道极狐是什么电子电气架构。但目前华为也是三域控，包括vdc、cdc、mdc三个中央域，下面带四个区域控制器。四个区域控制器按照就近原则接入整车的控制节点，这种方式的中央域控与其他的三域控方案都类似，就是把整车控制，智能座舱，智能驾驶分开控制。
而其四个区域控制器则作为执行节点，为就近的节点进行控制，或者电源管理。
3、伟世通的三域方案
伟世通的三域控方案与华为的类似，也是分为整车控制，智能座舱，智能驾驶这三个，但是对于华为的高度集成4区域控制器方案，伟世通做了一些区别，二是有7个区域控制。
二、e-fuse的应用案例
除了大众的meb平台将所有的节点都交给中央域的控制来执行之外，其余的域控方案目前还暂时没有这么的激进，而是仍然将附件的控制独立出来，交给了区域控制器来执行，并且通过区域控制器来对子节点进行电源的管理。也就是通过e-fuse来实现电源的供给与切断。不同的附件以及执行器按照就近原则放在不同的zone控制器下面来进行控制，通过zone控制器来对下一级的ecu电源进行管理，这就是e-fuse的使用环境了。
下图就是一个比较典型的区域控制器的拓扑框图，其主要功能包括网关，因此能看到集成了大量的通讯节点，包括can、lin、以太网。最重要的是通过e-fuse来实现对子节点的电源管理。
e-fuse与一般的高边驱动非常类似，通过对12v电源的控制，来输出12v给到下一级的用电器。以东芝的一款产品为例，它较为典型的一种应用电路如下图所示：
其相对应的管脚定义如下表所示，这些都是从datasheet里面搬运过来的。
ilim这个管脚是类似于定于e-fuse的最大电流，在tcke812na这款e-fuse中，通过一个下拉电阻来限定通过fuse的最大电流，计算公式如下，在参考电路里面，最大电流的选择需要根据线束来选择，假设选择awg24的线束，那最大电流就是0.9a左右，根据要求计算出相当的电阻值。
1、发生过流故障时（还没有达到短路的情况下）
当在实际应用的时候，如果附件发现过流（非短路情况），e-fuse会立即检测到过流，此时最大输出电流就限制在e-fuse设定的最大值，并且降低输出电压，待芯片达到热保护的温度时，e-fuse关断输出。
如上图所示，是发生过流故障时重复开启的一种类型，达到热保护温度的时候，会关断输出，当温度下降后，又重复开启，直到过流故障消失。还有另外一种是发生过流故障后立刻关断输出，直到使能管脚重新置位才会重新输出。
2、发生短路故障时
如果在很短的时间内通过e-fuse的电流超过1.6倍的电流极限值（ilim），那么芯片会判断为短路故障，短路保护功能立即开始起作用。会迅速将输出关断。
3、电压钳位功能
对于传统的fuse，当蓄电池发生较大的浪涌脉冲时，会无损的通过fuse传递到ecu的电源输入口上，而对于东芝的这款e-fuse，它还有一个钳位功能，对于5v输出的e-fuse，最大钳位电压为6.04v，而对于12输出的型号，最大钳位电压为15v，基本上能够满足ecu的全部电压工况。
参考文章：
https://mp.weixin.qq.com/s/ofucjzttitdgjsjsyeqtgq
总结
东芝的这个系列e-fuse，除了上述的功能之外，还能够通过外置mosfet的方式来实现防反功能，也可以通过配置cdv/dt来减小浪涌电流，并且在en脚连接常电而ecu休眠的情况下，最大暗电流小于0.6ma，基本上满足ecu的暗电流需求。对于需要连接常电的应用场景来说，目前也是足够的。
面对物联网（IoT），半导体产业遇到瓶颈？不，是新常态！
汽车究竟是如何生产出来的？背后到底隐藏着哪些神奇科技？
主机厂定点项目就一定是自动驾驶公司的“续命符”？
数码印像机的色带匣类型/接口/配件
如何在NB-IoT和LTE-M蜂窝技术出现期间使物联网方案面向未来
汽车电子域控时代的新兴器件-E-Fuse应用
中国电信将坚持以SA接入为标准来推动5G网络建设
工信部公布2021年5G基站建设事宜
ADI发布了ADM1175-8系列产品,用于增强系统保护能力
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发光二极管功率多大？二极管功率的计算方法
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空客解决方案通过MCPTT互通测试
安捷伦推出12 GHz 差分晶圆探测解决方案
谁在大量的购买比特币
区块链会不会改变支付宝的交易模式
LTCC流延工艺及相关设备厂家
e-fuse的大规模应用，应该是从特斯拉开始，也是特斯拉将汽车的设计进行了颠覆，然后我们才发现，原来汽车上的配电盒居然可以取消，在汽车上用了几十年的传统保险丝，被特斯拉干掉了。
基于博世对电子电器架构的分级，在后期的域融合方面，会跟特斯拉一样，将整车上的执行器，按照就近原则，对车上的ecu进行极大的改革，一方面极大的节省线束，实现成本的下降，另一方面线束的减少对于车辆的减重有很大的帮助（偶然有一次了解到一个b级车的白车身，没记错的话也就两三百公斤，而整车上的线束总重量，也差不多是这么重。），同样也是有利于提高电动车的续航。
e-fuse的应用场景
那么就回到我们这一次的主题，主题是说一下e-fuse，那e-fuse的应用场景是怎么样的呢？说到这个就得从电气电气的架构开始说起。以下内容部分信息参考文章：https://mp.weixin.qq.com/s/ofucjzttitdgjsjsyeqtgq。
针对很早很早以前博世的一张对电子电气分类的这张图，从分布式，到集中式，到现在的中央集中式——第三阶段，也就是现在目前各种解决方案中推广的比较多的。包括大众的meb平台的e3架构，宝马inext车型的三域架构方案，华为的cc架构，伟世通的三域eea方案，这都是目前比较主流的架构。
三域控主要就是包含以下三个域，分别是：车控域控制器（vdc，vehicledomain controller）、智能驾驶域控制器（adc，adasad domain controller）、智能座舱域控制器（cdc，cockpit domain controller）。
1、大众的meb平台
对于大众meb平台，其三域控的方案中包含：车辆控制服务器icas1、智能驾驶服务器icas2和信息娱乐服务器icas3。大众的中央域控制器集成了switch的功能，这个switch就有点像充当网络管理的角色，在目前的电子电气网络拓扑中，唤醒一个节点可以通过硬线或者网络管理报文，如果通过switch，在所有策略都集中到域控中来执行的时候，通过switch可以让子节点在需要它的时候再让它唤醒。另外一个方面，子节点的电源直接从中央域控过来，能够省掉之前绕去前舱的继电器盒再回来这么一圈的线束长度，能够极大的缩减线束的成本。
2、华为的cc架构
华为在上海车展上火了一把，火的是极狐汽车，但是我不知道极狐是什么电子电气架构。但目前华为也是三域控，包括vdc、cdc、mdc三个中央域，下面带四个区域控制器。四个区域控制器按照就近原则接入整车的控制节点，这种方式的中央域控与其他的三域控方案都类似，就是把整车控制，智能座舱，智能驾驶分开控制。
而其四个区域控制器则作为执行节点，为就近的节点进行控制，或者电源管理。
3、伟世通的三域方案
伟世通的三域控方案与华为的类似，也是分为整车控制，智能座舱，智能驾驶这三个，但是对于华为的高度集成4区域控制器方案，伟世通做了一些区别，二是有7个区域控制。
二、e-fuse的应用案例
除了大众的meb平台将所有的节点都交给中央域的控制来执行之外，其余的域控方案目前还暂时没有这么的激进，而是仍然将附件的控制独立出来，交给了区域控制器来执行，并且通过区域控制器来对子节点进行电源的管理。也就是通过e-fuse来实现电源的供给与切断。不同的附件以及执行器按照就近原则放在不同的zone控制器下面来进行控制，通过zone控制器来对下一级的ecu电源进行管理，这就是e-fuse的使用环境了。
下图就是一个比较典型的区域控制器的拓扑框图，其主要功能包括网关，因此能看到集成了大量的通讯节点，包括can、lin、以太网。最重要的是通过e-fuse来实现对子节点的电源管理。
e-fuse与一般的高边驱动非常类似，通过对12v电源的控制，来输出12v给到下一级的用电器。以东芝的一款产品为例，它较为典型的一种应用电路如下图所示：
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1、发生过流故障时（还没有达到短路的情况下）
当在实际应用的时候，如果附件发现过流（非短路情况），e-fuse会立即检测到过流，此时最大输出电流就限制在e-fuse设定的最大值，并且降低输出电压，待芯片达到热保护的温度时，e-fuse关断输出。
如上图所示，是发生过流故障时重复开启的一种类型，达到热保护温度的时候，会关断输出，当温度下降后，又重复开启，直到过流故障消失。还有另外一种是发生过流故障后立刻关断输出，直到使能管脚重新置位才会重新输出。
2、发生短路故障时
如果在很短的时间内通过e-fuse的电流超过1.6倍的电流极限值（ilim），那么芯片会判断为短路故障，短路保护功能立即开始起作用。会迅速将输出关断。
3、电压钳位功能
对于传统的fuse，当蓄电池发生较大的浪涌脉冲时，会无损的通过fuse传递到ecu的电源输入口上，而对于东芝的这款e-fuse，它还有一个钳位功能，对于5v输出的e-fuse，最大钳位电压为6.04v，而对于12输出的型号，最大钳位电压为15v，基本上能够满足ecu的全部电压工况。
参考文章：
https://mp.weixin.qq.com/s/ofucjzttitdgjsjsyeqtgq
总结
东芝的这个系列e-fuse，除了上述的功能之外，还能够通过外置mosfet的方式来实现防反功能，也可以通过配置cdv/dt来减小浪涌电流，并且在en脚连接常电而ecu休眠的情况下，最大暗电流小于0.6ma，基本上满足ecu的暗电流需求。对于需要连接常电的应用场景来说，目前也是足够的。
面对物联网（IoT），半导体产业遇到瓶颈？不，是新常态！
汽车究竟是如何生产出来的？背后到底隐藏着哪些神奇科技？
主机厂定点项目就一定是自动驾驶公司的“续命符”？
数码印像机的色带匣类型/接口/配件
如何在NB-IoT和LTE-M蜂窝技术出现期间使物联网方案面向未来
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中国电信将坚持以SA接入为标准来推动5G网络建设
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