原标题：MPS推出车规级集成智能二极管系列，简化汽车ECU前端电源保护设计
MPS芯源系统（NASDAQ：MPWR）近日宣布推出车规级集成理想二极管系列——MPQ5816-AEC1、MPQ5817-AEC1和MPQ5836-AEC1，面向汽车电子控制单元（ECU）前端电源保护需求，进一步完善汽车电源保护产品组合。三款产品均采用集成式架构，将传统分立式理想二极管方案中的MOSFET、驱动及电压监测等功能高度集成于单芯片中，并支持反极性保护、反向电流保护、反向脉冲保护及最高100kHz输入AC整流，可帮助工程师减少外围器件数量和PCB占用面积，满足不同电压、电流及功率需求的同时，实现更加紧凑、可靠的ECU前端电源设计。
MPQ5816-AEC1产品图（采用3mm*4mm封装）
随着汽车智能化和电子电气架构持续发展，ADAS、车载摄像头、数字仪表、eCall以及车载信息娱乐系统等应用对电源稳定性和可靠性的要求不断提高。与此同时，汽车电源系统需要面对电池反接、冷启动、电压跌落、发动机启停、抛负载以及多电源供电等复杂工况。对于ECU前端而言，如何在有限的PCB空间内实现可靠的反接保护、低损耗电源路径以及对异常电压和电流状态的实时监测，成为汽车电子工程师在电源设计中需要重点解决的问题。
传统理想二极管方案通常需要控制器、外置MOSFET、比较器以及多个阻容器件共同实现，不仅增加了BOM数量和PCB面积，也使器件匹配、环路稳定性以及EMI设计更加复杂。与此同时，外置MOSFET的导通损耗和热管理也需要额外考虑。针对这些设计挑战，MPS集成理想二极管系列（MPQ5816-AEC1、MPQ5817-AEC1和MPQ5836-AEC1）将关键功能高度集成于单颗芯片，在简化电路的同时兼顾低导通压降、快速响应、低静态功耗和完善的故障监测能力。
高度集成，缩小方案体积并降低大电流工作下的发热
MPS集成智能二极管系列（MPQ5816-AEC1、MPQ5817-AEC1和MPQ5836-AEC1）将MOSFET、电荷泵、理想二极管控制以及电压检测等关键功能集成于芯片内部，仅需少量外围器件即可构建ECU前端保护电路。相比传统分立方案，这种高度集成设计可减少外围元器件数量和PCB占用面积，同时降低器件匹配和系统设计复杂度，有助于缩小方案体积并降低BOM成本。
MPS集成智能二极管系列功能框图
在传统的电路设计中，若要实现完整的电压与负载监测，传统分立方案至少需要3个比较器、2个 MOS 管、4个电阻和1个电容等共计10个以上的元器件。而 MPS 集成方案通过单芯片即可实现"4合1"的功能集成。这种高度集成化的设计，将外围分立器件数量直接削减了90% 以上，在帮客户实现极致空间缩减的同时，有效提升了系统的整体可靠性并降低了设计复杂度。
MPQ5816集成电压监测方案与传统分立电路线路及元器件数量对比
高度集成带来的另一个优势，是能够在有限空间内实现更低损耗的电源路径。以MPQ5816-AEC1为例，其内部集成10mΩ N沟道MOSFET，并支持最高9A连续电流。传统普通二极管通常存在约0.7V的正向压降，在9A电流下意味着约6.3W的功率损耗，这部分能量最终将转化为热量，并增加ECU散热设计压力。而MPQ5816-AEC1通过低导通电阻MOSFET实现理想二极管功能，可显著降低大电流工作时的压降和功率损耗，从而减少发热。对于ADAS、车载摄像头及其他空间受限的ECU而言，这意味着工程师可以在更小的PCB空间内实现前端防反和电源保护，同时降低散热设计压力。
集成多重保护，100kHz AC整流拓展应用空间
汽车电源保护并不只是简单的"防反接"。针对实际车辆中可能出现的多种异常工况，MPS集成智能二极管系列（MPQ5816-AEC1、MPQ5817-AEC1和MPQ5836-AEC1）将反极性保护、反向脉冲保护、反向电流保护以及最高100kHz输入AC整流集成于单颗器件。当车辆维修或蓄电池更换发生电源反接时，反极性保护能够阻断反向电流，保护后级ECU及传感器；在车辆电源出现瞬态异常时，反向脉冲保护可以降低反向电压冲击对后级系统的影响；而在双电源、备用电源或冗余供电架构中，反向电流保护能够防止输出端电流倒灌至输入端。
如下实测波形所示，在满足 ISO 7637-2标准脉冲1的12V/9A 负脉冲干扰下，当输入电压剧烈跌落时，其输出电压依然能保持绝对稳定。
ISO 7637-2测试脉冲1标准波形（左）与 MPQ5816实际抗负脉冲瞬态干扰测试波形（右）
此外，产品支持最高100kHz输入AC整流，使其能够应对更高频率的输入变化，为需要高速整流的汽车电子应用提供更大的设计空间。相比市场上部分仅支持约30kHz AC整流的同类方案，100kHz的整流能力能够为工程师提供更高的频率裕量。
系列产品同时集成电池电压检测、欠压（UV）、过压（OV）、过流（OC）和过温（OT）等监测与诊断功能，并支持丰富的可编程配置选项。对于不同ECU的电源需求，工程师可以根据系统设计选择相应的参数设置，使保护和监测功能更好地匹配具体应用。
MPS集成智能二极管系列可编程配置功能与参数选项表
更强栅极驱动与关断能力，实现快速响应和高频整流
对于集成MOSFET的智能二极管而言，栅极驱动和关断能力直接影响MOSFET完成导通与关断的速度，也决定器件在快速电源变化过程中的动态响应能力。相比部分同类方案，MPS集成智能二极管系列（MPQ5816-AEC1、MPQ5817-AEC1和MPQ5836-AEC1）具备更强的栅极拉高和拉低驱动能力，可更快速地驱动内部MOSFET完成开关动作。
上述能力在汽车电源瞬态工况下具有实际意义。例如发动机启动、负载切换或异常电压脉冲出现时，输入电压和电流可能在很短时间内发生变化。如果MOSFET不能及时响应，反向电流或异常电压可能进一步传递至后级ECU，影响其正常工作，甚至造成设备损坏；而在需要快速导通的情况下，响应速度不足又可能造成额外的电压跌落。
通过增强栅极驱动和关断能力，MPS集成智能二极管系列（MPQ5816-AEC1、MPQ5817-AEC1和MPQ5836-AEC1）内部MOSFET能够更加迅速地跟随输入电源变化，在保护后级负载的同时改善动态性能。这一能力也与最高100kHz输入AC整流功能形成配合，使产品不仅能够实现反向保护，还能够应对更快速的电源变化和高频整流需求。具体而言，MPS集成智能二极管系列栅极拉高电流可达120mA，栅极拉低电流则有2600mA，为内部MOSFET提供了较强的驱动和关断能力。对于需要快速切换和高频整流的汽车电子系统而言，本系列产品具备的强大的驱动能力和关断能力能够为工程师提供更大的动态性能设计空间。
覆盖不同电压、电流需求，形成灵活的产品组合
针对不同汽车电源平台和ECU功率需求，MPS提供三个规格的集成理想二极管产品。
MPQ5816-AEC1面向12V汽车电源系统，支持3V至42V工作电压和最高9A连续电流，集成10mΩ MOSFET，并采用3mm×4mm QFN-21封装。产品兼顾低导通损耗、低静态功耗和小尺寸设计，适合ADAS、车载摄像头、数字仪表、eCall等对空间和电源可靠性要求较高的ECU应用。
MPQ5817-AEC1进一步面向更高电流的12V ECU应用，连续电流能力提升至15A，导通电阻降低至5mΩ，在4mm×5mm QFN-21紧凑封装下实现更低的功率损耗，适用于对电流承载能力和热性能要求更高的汽车电子系统。
MPQ5836-AEC1则将产品组合进一步扩展至更高电压应用，支持5V至55V工作电压，并覆盖12V及24V汽车电源系统，连续电流能力最高达7A，采用3mm×4mm QFN-21封装。更宽的工作电压范围以及更高的反极性耐受能力，使其能够满足更高电压汽车电源环境下的前端保护需求。
通过不同电压等级、电流能力和导通电阻规格的组合，MPQ5816-AEC1、MPQ5817-AEC1和MPQ5836-AEC1为工程师提供了从主流12V ECU到更高电压汽车电源系统的多种选择。三款产品共享高度集成的理想二极管架构和电源监测、故障诊断等功能，有助于工程师在不同ECU功率等级和电源架构下快速选择匹配的前端保护器件。
MPS集成智能二极管系列参数对比（MPQ5816、MPQ5817、MPQ5836）
产品购买与技术支持
如对上述方案感兴趣，MPS可为您提供MPQ5816-AEC1、MPQ5817-AEC1和MPQ5836-AEC1的产品数据手册和样品申请等丰富技术资源支持。同时，如有其他解决方案需求，也欢迎访问MPS官网咨询更多产品详情。
MPS公司简介
Monolithic Power Systems, Inc. (MPS) 是一家全球领先的半导体公司，专注于基于芯片的高性能电源解决方案。MPS 的使命是减少能源和材料消耗，从各方面改善生活质量。公司于1997年由 CEO Michael Hsing 成立，拥有三大核心优势：深厚的系统级知识、卓越而专业的半导体设计能力、专有的半导体工艺、系统集成技术及创新能力。这些综合优势使 MPS 能够为客户提供可靠、紧凑和单片集成的解决方案，使其产品更节能、更经济，同时也为我们的股东带来持续的投资回报。
热门跟贴