東芝推出具有多路輸出以實現汽車功能安全的通用系統電源IC
December 10, 2019
Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation
東芝電子元件及儲存裝置株式會社（東芝）推出通用系統電源積體電路(IC) TB9045FNG，該產品支援多路電源輸出及汽車應用的功能安全[1]。新推出的IC提供四個版本，輸出電壓範圍在1.1V到1.5V之間。量產定於本月啟動。
電動輔助轉向盤(EPS)和自動煞車系統等汽車安全控制組件，須滿足ISO 26262功能安全標準中規定的最高車輛安全完整性等級ASIL-D [2]。
新款IC內建各種診斷功能，例如過高低電壓、過高熱及內部振盪器頻率異常等等，也能監視外部MCU的Watchdog timer(監視計時器)電路並判斷整體系統的異常狀態。這款IC還能自行檢查IC內部之硬體電路且診斷電路中的潛在故障，以確保更高的功能安全。
東芝亦能從外部電腦注入虛擬的異常狀態並模擬系統故障，將為客戶提供功能安全FMEDA [3]等文件服務，以支援硬體/軟體/文件之三個面向的安全設計。
產品特點
1. 內建降壓-升壓型DC-DC轉換器並產生6V輸出
一旦汽車空轉而外部負載減低時，低壓側工作電壓範圍可降低至2.7V（最小值）。
2. 內建降壓型DC-DC轉換器（電壓可選）
降壓-升壓型DC-DC轉換器產生的6V輸入電源可轉換為1.1V (TB9045FNG-110)、1.2V (TB9045FNG-120)、1.25V (TB9045FNG-125)或1.5V (TB9045FNG-150)電壓。根據微控制器(MCU)需求，將適當版本IC作為核心的外部電源。
3. 內建4個串聯電源[4]電路（4個輸出）
這款IC包含4個串聯電源電路，用於接收由DC-DC轉換器產生的6V輸入。其中一個為微控制器的具有5V恒定電壓（電流容量為400mA）的電路，其它3個為感測器等介面具有5V恒定電壓輸出（電流容量為100mA）電路。每個電路均可獨立控制其開關動作。
4. 內建各種監測電路，以實現功能安全
電池電源的低壓檢測電路
DC-DC轉換器的高壓檢測電路(6V)
用於DC-DC轉換器(1.1V/1.2V/1.25V/1.5V)和串聯電源(5V)的高/低壓檢測電路
過熱檢測電路
振盪器頻率監測電路
監測外部MCU的Watchdog timer(監視計時器)電路
5. 檢查IC內部之硬體電路且診斷電路中的潛在故障，以確保更高的功能安全
6. 可選式故障診斷操作
客戶能以兩種SPI [5]通訊輸入方式將診斷結果對外回報。第一種方式為將重設信號的輸出；第二種方式為向系統通知異常操作，使用者可選適合方式。
產品規格
Part number |
|
|---|---|
Output voltage |
400mA current capacitance (single circuit): 5.0V±0.1V (typ.) 100mA current capacitance (3 circuits): 5.0V ±20mV (typ.) 800mA current capacitance (single circuit): TB9045FNG-110: 1.1V (typ.) TB9045FNG-120: 1.2V (typ.) TB9045FNG-125: 1.25V (typ.) TB9045FNG-150: 1.5V (typ.) |
Output current capacitance |
400mA (single circuit), 100mA (3 circuits), 800mA (single circuit) |
Operation voltage range |
2.7 to 18V |
Failure detections |
Low-voltage detection circuit for the battery power supply High-voltage detection circuit for the DC-DC converter (6V) High-voltage / Low-voltage detection circuits for series power supply (5V) Over heat detection Oscillation frequency monitoring circuit Watchdog timer circuit for the external MCU |
Power on reset |
Power on reset time is adjustable by the external capacitor |
Watchdog timer |
Window control: Time is configured independently in high-speed detection and low-speed detection. |
Watchdog control |
Operation or stop mode is switched by the watchdog timer select pin (WS pin). |
Operating temperature range |
-40 to 125℃ |
Package |
HTSSOP48-P-300-0.50(6.1mm×12.5mm×1.0mm) |
Mass production |
Scheduled for December 2019 (1 million pcs/year) |
注釋：
[1]功能安全標準旨在最大程度地降低由系統故障引起的風險。ISO 26262認證規定企業用於汽車應用的電機和電子(E/E)系統的過程或產品需符合標準中指定的嚴格標準，並為協力廠商提供獨立的方法來評估潛在供應商的能力。
[2] ASIL：車輛安全完整性等級，ISO 26262功能安全標準中規定的最高車輛安全完整性等級。
[3] FMEDA：失效模式影響與診斷分析
[4] 串聯電源：直流電源電路，其中電壓控制元件串聯到負載。
[5] SPI：串列周邊介面
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