在汽車工業(yè)向電動化、智能化加速轉型的時代背景下，每一次方向盤的轉動都承載著對極致操控與安全的追求。作為車輛操控的 “神經中樞”，電動轉向（EPS）系統(tǒng)不僅關乎駕駛體驗，更直接影響行車安全，其對功率控制的精度與系統(tǒng)集成的復雜性提出了前所未有的挑戰(zhàn)。

安森美(onsemi)以數(shù)十年深耕汽車半導體領域的技術積淀為底氣，依托垂直整合的全產業(yè)鏈優(yōu)勢，打造出貫穿EPS系統(tǒng)的全鏈路解決方案。通過創(chuàng)新功率器件、柵極驅動與先進傳感器件的深度協(xié)同優(yōu)化，安森美不僅實現(xiàn)了能量轉換效率的突破性提升，更將車輛轉向操控提升到了更加精準的程度，為未來智能出行開辟新的技術路徑。

MOSFET驅動EPS技術升級

EPS的技術發(fā)展呈現(xiàn)高效化、智能化與集成化趨勢。傳統(tǒng)液壓轉向系統(tǒng)正逐步被電機驅動方案替代，無刷電機、非接觸式扭矩傳感器及主動回正技術顯著提升了轉向精度與可靠性。EPS在非轉向狀態(tài)下基本不消耗能量，轉向時能耗也明顯低于傳統(tǒng)液壓助力系統(tǒng)，且通過電機直驅轉向機構取代需要持續(xù)工作的液壓泵等部件，取得顯著的節(jié)能效果。

通過融合車載傳感器和AI算法，EPS已支持車道保持、自動泊車等ADAS功能，并與線控轉向技術協(xié)同推進高階自動駕駛落地。其模塊化設計通過簡化安裝流程和減輕部件重量，適配了整車輕量化需求，間接助力續(xù)航優(yōu)化。

MOSFET作為核心功率器件在EPS系統(tǒng)的演進中發(fā)揮了重要作用。最常見的是幫助電機驅動系統(tǒng)中通過PWM信號精準控制BLDC，從而高效驅動轉向機構。此外，MOSFET還應用于功率轉換模塊，如DC-DC轉換器和逆變器，實現(xiàn)高效的能量轉換與功率控制。

在EPS電機驅動應用里，MOSFET承擔了輸入防反接，電機控制，繞組故障分斷等功能。隨著汽車電氣化的發(fā)展，48V供電系統(tǒng)正逐漸取代12V傳統(tǒng)系統(tǒng)，安森美最新的T10 MOSFET，有豐富的40V和80V耐壓產品序列，通過選擇不同耐壓和電流參數(shù)的MOSFET，可設計出適合各種車型，不同供電電壓的EPS系統(tǒng)。

多樣性的任務需要MOSFET滿足多維度的嚴苛需求以保障系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行。首先，在動態(tài)工況下（如大扭矩轉向），MOSFET需具備高電流瞬態(tài)魯棒性，確保電機驅動的可靠性；同時，低導通電阻（RDS(ON)）與開關速度是實現(xiàn)高效電能轉換的關鍵，以降低功率損耗。同時，由于EPS常處于高溫、高負載的發(fā)動機艙環(huán)境，MOSFET需具備低熱阻和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，避免因過熱導致性能衰減。

在可靠性層面，MOSFET需嚴格遵循汽車級標準（如AEC-Q101），確保長期運行中參數(shù)穩(wěn)定、壽命持久，減少維護成本；針對車輛啟動、制動時的電壓尖峰與電流浪涌，需內置續(xù)流二極管等保護機制，快速響應過壓、過流事件，保障系統(tǒng)安全。隨著電動汽車對空間利用率和輕量化的追求，MOSFET的小型化封裝和高度集成化設計也成為趨勢，可減少外部元件數(shù)量，簡化電路布局。

安森美已有多款MOSFET用于EPS系統(tǒng)中，新型的T10系列更是能滿足最嚴苛的能效要求。該系列采用屏蔽柵極溝槽設計，實現(xiàn)了超低柵極電荷（QG <10 nC）與低導通電阻的極致平衡，結合晶圓減薄技術將襯底電阻對RDS(ON)的影響從50%降至22%，顯著提升了功率密度與熱性能。其軟恢復體二極管和低Qrr特性有效抑制電壓尖峰與電磁干擾，確保高可靠性，同時支持ORV3 開放式機架標準，適配下一代大功率處理器。在汽車領域，T10系列覆蓋40V/80V電壓等級，支持48V車載系統(tǒng)與傳統(tǒng)12V架構。其中，T10-M采用特定應用架構，具有極低的RDS(ON)和軟恢復體二極管，專門針對電機控制和負載開關進行了優(yōu)化。

安森美的新型MOSFET還采用了Top Cool 封裝技術，通過頂部散熱設計提升熱管理效率，滿足車規(guī)級嚴苛要求。以Top Cool中的TCPAK57為例，其尺寸僅5mm x 7mm，在頂部有一個16.5mm2的散熱焊盤，可以將熱量直接傳導到散熱器上，而無需先經過PCB。采用TCPAK57封裝能充分利用PCB的兩面，減少PCB發(fā)熱，提高可靠性和功率密度。

柵極驅動與電流檢測的協(xié)同創(chuàng)新

柵極驅動器是實現(xiàn)電機高效控制與系統(tǒng)安全的核心部件，其作用涵蓋功率轉換、動態(tài)響應與故障保護等多個維度。安森美通過高驅動能力、低損耗架構與智能保護功能，不僅實現(xiàn)了電機的精準控制，更通過與電流檢測技術的深度協(xié)同，為EPS系統(tǒng)的能效、安全與可靠性提供了全方位保障。

圖 FAD3171/FAD3151單通道車用浮柵驅動器

FAD3151MXA和FAD3171MXA是110V、2.5A的多功能單通道車用柵極驅動器，適用于驅動最高達110V的高速功率MOSFET。FAD3151MXA和FAD3171MXA集成去飽和檢測功能，可在短路和過流工況下保護功率開關器件。這兩款驅動器還配備軟關斷機制，當檢測到去飽和狀態(tài)時，會降低器件關斷速度，以防止重載條件下功率MOSFET在快速關斷時高di/dt導致的電壓尖峰損壞器件。

NCV51513和NCV51511是車用高邊和低邊柵極驅動器， 具有高驅動電流能力和選項， 針對DC-DC電源和逆變器進行了優(yōu)化。這兩款驅動器采用半橋或同步降壓架構驅動MOSFET，其中NCV51513為130V半橋驅動器，器件通過無死區(qū)（xA版本）或內部80ns死區(qū)（xB版本）與互鎖功能，保護輸出MOSFET免受過沖事件影響。NCV51511為80V驅動器，適用于在半橋或同步降壓配置中驅動N溝道MOSFET的高壓側和低壓側。

在EPS系統(tǒng)中，電流檢測技術扮演著工況感知的關鍵角色，通過實時監(jiān)測電機相電流并反饋至控制系統(tǒng)，實現(xiàn)轉速和扭矩的精準調節(jié)與系統(tǒng)安全保護。安森美電流檢測放大器是集成增益電阻的高精度運算放大器，在減少系統(tǒng)功耗、簡化設計的同時，通過極低的溫度系數(shù)抑制阻值溫漂，進一步提升檢測精度。該類產品還具備低電流消耗、低壓供電、軌到軌輸出、超寬增益帶寬積、多通道集成及微型封裝等特性。

圖 安森美的電流檢測放大器

安森美提供3個產品系列覆蓋不同最高共模電壓，NCV21x系列最高可耐受26 V共模電壓，NCV2167x系列則可耐40 V共模電壓，NCV7041和NCV703x系列最高可工作在80 V共模電壓，可適配48V供電系統(tǒng)。這些產品均采用零漂移架構，能夠實現(xiàn)極高的精度，允許在電路中選用盡可能小的采樣電阻，以此降低采樣電阻的損耗。值得一提的是，零漂移架構能夠持續(xù)校準偏置電壓，這不僅可以保證偏置電壓維持在較低水平，還能減少偏置電壓隨溫度和時間的變化，提升產品在整個生命周期內的性能。另外，該架構還能降低采樣電阻直流電壓的低頻噪聲。

EPS參考設計

為了幫助客戶加快設計，安森美還提供完整的EPS參考設計，其特殊之處在于采用了冗余的電機驅動設計，即兩個三相全橋并聯(lián)以確保系統(tǒng)功能可靠性，滿足轉向系統(tǒng)的功能安全需求。此外，安森美在設計中采用相電流檢測運放來放大電機電流信號以便進行精準控制，設計工程師可在實際應用中會根據(jù)空間和散熱需求選擇不同的MOSFET封裝類型。

從機械傳動到智能電控，汽車轉向系統(tǒng)的進化史，本質上是人類對駕駛自由不斷探索的縮影。安森美以系統(tǒng)級的創(chuàng)新設計，不僅重構了EPS的技術邊界，更在汽車電動化與智能化的浪潮中，為未來出行注入了無限可能。當技術突破與場景需求產生共振，安森美正用科技力量重新定義人與車的交互，讓每一次駕駛，都成為未來出行的預演。