直流馬達的車(chē)身電子應用

市場(chǎng)趨勢

預估車(chē)用直流馬達系統的需求將穩定成長(cháng)，未來(lái)5年的年成長(cháng)率約在3.1%左右。車(chē)身周邊的需求主要來(lái)于自車(chē)門(mén)鎖、電動(dòng)后照鏡、座椅調整、清潔劑幫浦、雨刷、車(chē)窗開(kāi)關(guān)、天窗和電動(dòng)滑門(mén)等傳統應用。但還有許多新崛起且十分吸引消費者的應用逐漸面市，部分實(shí)例包括抬頭顯示器(HUD)、隱藏式車(chē)門(mén)把手、電動(dòng)尾門(mén)、電動(dòng)車(chē)換檔切換器和電動(dòng)車(chē)充電器鎖。

考慮以上狀況，估計2020年全球各地與車(chē)身相關(guān)的車(chē)用直流馬達需求將達到20億個(gè)。

下圖為各種應用所占比例，所有應用耗電都在30W到200W之間。

在車(chē)身應用上驅動(dòng)直流馬達使用繼電器和內建芯片的比較

過(guò)去汽車(chē)產(chǎn)業(yè)一直將繼電器視為一種簡(jiǎn)單又便宜的解決方案，用來(lái)驅動(dòng)直流馬達。但這種想法正逐漸改變，現在汽車(chē)制造商認為SSD才是更適合新應用設計的選擇。SSD因為具有高度可靠的質(zhì)量且診斷功能更為強化，很容易就能建置各種創(chuàng )新功能，像是驅動(dòng)各種可變負載配置文件（例如電動(dòng)尾門(mén)）或控制動(dòng)作的順暢度（例如車(chē)窗開(kāi)關(guān)或座位調整）、消除繼電器開(kāi)關(guān)噪音以及增加豪華感。

最重要的是，全世界的地方立法機構已開(kāi)始針對汽車(chē)的污染物質(zhì)和二氧化碳排放設定新的限制，汽車(chē)結構必須有所調整，尤其是動(dòng)力負載的供應，皆必須采用效率更高的電子組件。雖然新標準的沖擊對象將以動(dòng)力總成（power-train）系統為主，車(chē)身控制模塊（Body Control Module，BCM）還是有一部分關(guān)聯(lián)性。

因此我們預測，2020-2025年間由SSD驅動(dòng)的直流馬達每年平均成長(cháng)6.7%，逐漸搶攻繼電器的市占率。

在此情況下，意法半導體的VIPowerTM M0-7 H-橋系列產(chǎn)品將成為在汽車(chē)應用的馬達控制方面，同等級組件當中最佳選擇。M0-7 H-橋系列將邏輯功能和動(dòng)力結構整合至單一封裝，讓芯片內建智能功能因此除了從提供簡(jiǎn)單驅動(dòng)作用到還能防止故障，提供先進(jìn)的診斷和保護功能、減少所需零件數量、提升可靠度并節省印刷電路板（PCB）面積。

可靠度提升進(jìn)而延長(cháng)10倍的使用壽命

繼電器觸點(diǎn)是一種可導電的金屬片，相互連接好讓電流通過(guò)。機械式開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)常見(jiàn)的問(wèn)題包括會(huì )聽(tīng)見(jiàn)噪音，還有終端顧客因為感受到機械震動(dòng)而觀(guān)感不佳（尤其是轉換頻率驅動(dòng)應用）。除此之外，繼電器切換時(shí)會(huì )造成電弧噪音，進(jìn)而產(chǎn)生電磁干擾（EMI）。為了降低繼電器切換噪音，就需要電阻電容減震器（RC snubber）和續流二極管（flywheel Diode）等額外零件，但這些額外零件會(huì )對最后結構的復雜性帶來(lái)負面影響。切換時(shí)產(chǎn)生的機電應力，中長(cháng)期的影響就是會(huì )降低接觸電阻和效能，讓繼電器無(wú)法使用或縮短壽命。繼電器效能的劣化則會(huì )降低可靠度。