汽车制造商选择备受信赖、获功能安全与网络安全认证的QNX软件，为自动驾驶和网联汽车提供高性能和关键功能支持

加拿大滑铁卢— 2024年10月16日 — BlackBerry（纽约证券交易所代码：BB；多伦多证券交易所代码：BB）今日宣布，经领先的技术分析和市场研究公司TechInsights确认，目前全球已有超过2.55亿辆汽车搭载QNX®软件，较去年增加2000万辆，自2020年以来累计增加8000万辆。

QNX作为软件驱动未来的基石，深受全球领先OEM和Tier 1的信赖，包括全球的宝马、博世、大陆集团、东风汽车、吉利、本田、梅赛德斯-奔驰、丰田、大众、沃尔沃以及中国几乎所有的OEM和Tier 1等。其基础软件支持面向未来的工程设计，从智能数字座舱、自动驾驶辅助系统（ADAS）到车身域控制器、高性能计算平台等，帮助汽车制造商以更快的速度和更低的成本将创新推向市场。

汽车行业对OEM厂商和技术提供商在混合关键型系统的核心功能安全与网络安全方面提出了越来越高的要求。这确保了软件定义汽车（SDV）的创新解决方案能够安全地满足当今的高性能需求，并为未来的技术进步奠定基础。作为汽车行业中备受信赖的、获得功能安全和网络安全认证的嵌入式软件平台，QNX软件已获得新ISO 21434标准的汽车网络安全认证，以及针对道路汽车电气和电子系统开发的功能安全标准ISO 26262。

BlackBerry物联网事业部总裁Mattias Eriksson表示：“当前，汽车关键操作层的嵌入系统在功能安全与网络安全方面正面临前所未有的严格标准要求。然而，这些严格的安全要求对于推动汽车行业的未来至关重要，因为汽车行业正朝着更加自动化、功能更复杂的方向演变。QNX是下一代技术创新的可靠基石，全球超过 2.55亿辆汽车搭载QNX®软件，这充分体现了汽车制造商对我们技术的高度信赖。”

TechInsights汽车信息娱乐和远程信息处理副总监Greg Basich表示：“QNX对关键功能安全解决方案的一贯高标准为其赢得了良好的声誉，也巩固了其与众多世界领先汽车制造商和合作伙伴的持续合作。随着QNX朝更加开放和透明的技术开发环境迈进，我们预计其将继续保持强劲增长，形成更加成熟的技术生态系统。”

TechInsights通过分析BlackBerry QNX产品在汽车市场的出货量以及采用BlackBerry QNX®产品和技术的汽车数量，确定了搭载QNX软件的汽车数量。汽车电子控制单元（ECU）中集成和使用的绝大多数QNX软件均以单台设备授权许可模式运营。

在上一财年，BlackBerry QNX宣布全面推出QNX®软件开发平台（SDP）8.0，为下一代汽车和物联网系统提供了可拓展的高性能基础。此外，BlackBerry QNX还推出了针对软件定义汽车的音频和声学创新平台QNX® Sound，以及致力于为QNX技术创造更加开放和透明的开发环境的QNX® Everywhere。

欲了解更多有关BlackBerry QNX的信息，请访问BlackBerry.com/QNX。

关于BlackBerry

BlackBerry（纽约证券交易所代码：BB；多伦多证券交易所代码：BB）为全球的企业和政府机构提供智能安全软件和服务。该公司的软件为全球超过2.55亿辆汽车提供支持。BlackBerry总部位于加拿大安大略省滑铁卢，利用人工智能和机器学习技术提供网络安全、功能安全和数据隐私解决方案等领域的创新解决方案，在终端安全、终端管理、加密和嵌入式系统等领域处于领先地位。BlackBerry拥有清晰明确的愿景：为值得信赖的互联未来保驾护航。

欲了解更多信息，请访问：BlackBerry QNX。

新微控制器 STM32C071扩大闪存和 RAM容量，增加USB控制器，支持 TouchGFX图形软件，让终端产品变得更纤薄、小巧，更具竞争力

现在，STM32 开发人员可以在 STM32C0微控制器(MCU)上获得更多存储空间和更多功能，在资源有限和成本敏感的嵌入式应用中实现更先进的功能。

STM32C071 MCU配备高达128KB的闪存和 24KB 的 RAM，还新增不需要外部晶振的USB从设备，支持TouchGFX图形软件。片上 USB控制器让设计人员轻松节省至少一个外部时钟和四个去耦电容，降低物料清单成本，简化 PCB元器件布局。此外，新产品只有一对电源线，这有助于简化 PCB 设计。新产品设计可以变得更薄、更整洁、更具竞争力。

STM32C0 MCU采用 Arm® Cortex®-M0+ 内核，可取代家用电器、简单工业控制器、电动工具和物联网设备等产品设备中的传统 8 位或 16 位 MCU。作为32 位MCU中的经济型产品，STM32C0具有更高的处理性能、更大的存储容量、更高的外设集成度（适合用户界面控制等功能），以及其他基本控制、定时、计算和通信功能。

此外，开发者可以借助强大的 STM32 生态系统加快STM32C0 MCU应用开发。STM32生态系统统提供各种开发工具、软件包和评估板。当然，开发者还可以加入STM32 用户社区，分享交流经验心得。可扩展性是新产品的另一个亮点，STM32C0系列与性能更高的STM32G0 MCU有很多共性，包括 Cortex-M0+ 内核、外设 IP内核和紧凑的引脚排列及优化的I/O比。

意法半导体通用 MCU子产品部总经理 Patrick Aidoune 表示：“我们将 STM32C0系列设定为 32 位嵌入式计算应用的经济型入门产品。STM32C071系列具有更大的片上存储容量和 USB从设备控制器，现在为开发者升级现有应用和开发新产品提供了更高的设计灵活性。此外， 新MCU全面支持TouchGFX GUI 软件，图形、动画、颜色和触摸等功能更容易提升用户体验。”

STM32C071 的两家客户——中国东莞一众显示科技(TSD) 和波兰Riverdi Sp两家公司已使用新产品 STM32C071 MCU完成了他们的首个项目。两家公司都是ST授权合作伙伴。

一众显示科技选用STM32C071控制一个240x240分辨率的旋钮显示屏的整个模组，包括旋钮的 1.28 英寸圆形LCD显示屏和位置编码电子元器件。一众显示科技首席运营官 Roger L.J 表示： “这款 MCU 性价比高，开发人员使用起来也很简单，让我们能够为家用电器、智能家居设备、汽车控制、美容设备和工业控制市场提供一个有价格竞争力的变革性产品。”

Riverdi 联合首席执行官 Kamil Kozłowski 介绍了该公司的 1.54 英寸 LCD 显示模组，该模组具有高清晰度和高亮度，兼具极低的功耗。 “STM32C071的简单性和经济性让客户能够将显示模组轻松地集成到他们自己的项目中。这个模组能够直连STM32 NUCLEO-C071RB开发板，并利用强大的生态系统创建一个TouchGFX图显演示项目。”

STM32C071 MCU 现已投产。意法半导体的长期供货计划保证STM32C0 MCU自购买之日起供货十年，以支持持续生产和现场维护需求。

详情访问 https://www.st.com/stm32c0。

STM32 是意法半导体国际有限公司（STMicroelectronics International NV） 或其关联公司在欧盟和/或其他地方的注册和/或未注册商标。特别是，STM32 已在美国专利商标局注册。

关于意法半导体

意法半导体拥有5万名半导体技术的创造者和创新者，掌握半导体供应链和先进的制造设备。作为一家半导体垂直整合制造商(IDM)，意法半导体与二十多万家客户、成千上万名合作伙伴一起研发产品和解决方案，共同构建生态系统，帮助他们更好地应对各种挑战和新机遇，满足世界对可持续发展的更高需求。意法半导体的技术让人们的出行更智能，让电源和能源管理更高效，让云连接的自主化设备应用更广泛。意法半导体承诺将于2027年实现碳中和(在范围1和2内完全实现碳中和，在范围3内部分实现碳中和)。详情请浏览意法半导体公司网站：www.st.com.cn。

作者：Abe Ibraheim，核心应用部实习生，
Kenneth Armijo，核心应用部工程师，
Piyu Dhaker，资深工程师

问题

当输入和输出电压接近时，为什么难以获得稳定的输出电压？

回答

占空比过大或过小（尤其是在高开关频率下）可能会导致时序不符合规格要求，进而造成系统性能下降。

摘要

本文是系列文章中的第三篇，该系列文章将讨论常见的开关模式电源(SMPS)的设计问题及其纠正方案。本文旨在解决DC-DC开关稳压器的功率级设计中面临的复杂难题，重点关注功率晶体管和自举电容。功率晶体管具有最小和最大占空比，如果违反限值，将会导致SMPS性能下降。此外，如果忽略自举电容，晶体管将无法正常工作。

引言

在本文中，降压转换器用于演示忽视功率晶体管时序规范的影响，以及移除自举电容时会发生什么情况。有关降压转换器工作原理的详细介绍，请参阅本系列的第一篇文章“开关模式电源问题分析及其纠正措施：电感器不符合规格要求”。功率晶体管具有最小导通和关断时间要求，以确保FET栅极电容正确充电和放电，从而保证晶体管完全导通和关断。如果忽略这些要求（例如为了获得更快的开关速度），就会出现输出不稳定和开关频率错乱等问题。此外，自举电容对于维持这些晶体管的运行至关重要。若没有自举电容，晶体管就不会有足够的驱动强度，导致无法完全导通。

什么是自举电容？

自举电容负责维持顶部N沟道MOSFET正常运行。图1的橙色高亮部分显示了这一点。

图1.LT8610数据手册中展示自举电容功能的框图。

当顶部N沟道MOSFET闭合时，开关节点的电位与输入源大致相同。这意味着顶部MOSFET的源极电压高于栅极电压（来自栅极驱动器）。若没有高于NMOS阈值电压的正栅源电压，MOSFET将无法导通。因此，需要使用自举电容来确保栅极电压始终高于源极电压。

忽略自举电容

省略自举电容不会给设计人员带来什么明显的好处，这样做可能是为了缩减BOM尺寸和成本，或者仅仅是忘记包含这些元件。然而，此决定会带来负面影响，因为要帮助芯片为顶部FET的栅极提供足够的电压以使其完全导通，自举电容是必不可少的，如图2所示。

图2.无自举电容的开关节点。

如果顶部FET未完全导通，器件将无法调节输出电压。FET将在线性区域内工作，消耗大量功率并使芯片升温。

为了解决这个问题，设计人员必须添加自举电容。设计人员如果不确定要添加多大的电容，则应在数据手册示例中选择一个最接近其应用的值。如果器件需要自举电容，忘记添加该电容将导致SMPS故障。添加自举电容将能让顶部栅极驱动器有足够的驱动强度来操作处于饱和区的FET，使其充当开关，并向SW节点提供全部输入电压。这一点可以从图3中看出。

图3.带自举电容的开关节点。

违反最小导通时间规范

设计人员常常选择较高的开关频率以减小电路板尺寸，但由于开关损耗增加，能效比会降低。然而，当器件具有高频率和高降压比时，占空比会被迫变小，并可能降至最小占空比值以下。最小占空比如公式1所示。

其中，t_min-on定义为电感由输入源充电的最短时间。开关转换器具有规定的最小导通时间值，设计人员必须遵守该值以确保FET正常运行（因为FET无法瞬间完成切换）。设计人员可以自由选择开关频率。然而，当指定的开关频率过高以及降压比过大时，导通时间就会被迫低于最小值。

当导通时间被迫低于其最小值时，电感电流在一个周期内的放电速度将比充电速度更快。当新的周期开始时，起点将低于前几个周期的起点，这种现象被称为电流降。最终，电流和输出电压都会下降到很低的程度，以至于器件内部产生更大的占空比（具有更长的导通时间）来调节输出电压，如图4所示。

图4.违反最小导通时间的电流波形。

电感电流纹波的下降也会在转换器的输出电压中表现出来。输出电压纹波变得更加嘈杂，这可能会影响敏感负载并降低EMI性能。此影响可以从图5中看出。

图5.违反最小导通时间的输出波形。

这个问题有一个简单的解决办法。导通时间主要受开关频率影响，因此设计人员可以通过降低频率来解决该问题。但这样做的代价是需要更大的功率级元件，主要是更大的电感。降压转换器的功能改进体现在周期间一致的导通时间，以及图6中稳定的电流纹波和图7中稳定的输出纹波。

图6.稳定的电流纹波。

图7.稳定的输出纹波。

违反最小关断时间规范

某些应用可能需要较小的降压比，这可能会违反转换器的最小关断时间规范。t_min-off是tmin-on的补充，定义为电感未由输入源充电的最短时间。与导通时间要求类似，SMPS必须关断规定的时间以确保FET正常运行（允许正常放电）。当要求的占空比大于允许的最大占空比（由式2给出）时，就会违反最小关断时间规范。

如果占空比超过最大值，SMPS将折返其配置的频率，以避免违反最小关断时间规范。这一点可以从图8中看出。器件最初配置为2 MHz频率。

图8.违反最小关断时间的电流波形。频率折返至335 kHz。

图9.负载调整和折返频率。随着负载增大，频率会折返以维持稳定的输出电压。

在图9中可以看到，随着负载增加，器件频率会折返以保持恒定的输出电压。器件在DCM下运行至约0.28 A，这就是频率下降到约495 kHz然后又回升至657 kHz的原因。以657 kHz的频率运行时，器件可以保持正常操作，直至负载达到0.7 A。此时频率降低以保持适当的输出电压，直至负载达到1.4 A左右。发生这种情况时，器件无法在保持输出电压的同时将频率降低到100 kHz以下（该器件指定的最低反馈频率），因此输出电压开始下降。

这个问题的解决办法不像违反最小导通时间规范那么简单。设计人员通常需要满足特定的输入电压和输出电压要求，因此无法随意更改占空比来延长关断时间。如果设计人员可以提供更大的输入电压，则器件将以设定的频率工作，因为较小占空比会防止器件违反最小关断时间规范。这一点可以从图10中看出，其中器件以设定的2 MHz频率运行。

图10.未违反最小关断时间的电流波形。设定频率为2MHz。

与最小导通时间相反，降低频率只会在一定负载以下起作用。如果设计人员不能充分降低开关频率以避免违反最小关断时间规范，那么理想的做法是选择另一种能够处理更高占空比和更短导通时间的器件。

结论

本文是关于SMPS常见设计问题的系列文章的最后一篇，重点讨论如何让功率晶体管保持正常运行。占空比要求过高或过低都会使开关转换器不稳定，进而造成不良后果，例如开关频率降低、输出电压不稳定以及电感在电流方面的性能不良等。此外，忽略自举电容不仅会妨碍晶体管正常工作，还可能对负载、晶体管或芯片本身造成严重后果。

关于ADI

Analog Devices, Inc. (NASDAQ: ADI)是全球领先的半导体公司，致力于在现实世界与数字世界之间架起桥梁，以实现智能边缘领域的突破性创新。ADI提供结合模拟、数字和软件技术的解决方案，推动数字化工厂、汽车和数字医疗等领域的持续发展，应对气候变化挑战，并建立人与世界万物的可靠互联。ADI公司2023财年收入超过120亿美元，全球员工约2.6万人。携手全球12.5万家客户，ADI助力创新者不断超越一切可能。更多信息，请访问www.analog.com/cn

作者简介

Abe Ibraheim是核心应用部的实习生，于2023年夏加入ADI公司。Abe是伍斯特理工学院一名大三学生，正在攻读电气和计算机工程学士和硕士学位。他的专业方向是微电子和电力系统。

Kenneth Armijo于2022年加入ADI公司，担任核心应用部助理工程师。他拥有伍斯特理工学院电气工程和机器人工程两个学士学位，还拥有电气工程硕士学位。他专注于电源管理电路（主要是开关稳压器）的设计和实现。

Piyu Dhaker是ADI公司北美核心应用部的一名应用工程师。2007年毕业于圣何塞大学，获电气工程硕士学位。2017年6月加入北美核心应用部。她还曾在ADI的汽车动力总成部和电源管理部工作。

近日，由I.S.E.S国际半导体高管峰会参与主办的“2024国际汽车半导体创新发展交流会”在无锡盛大举行，瑞能半导体首席战略及商务运营官沈鑫作为代表受邀出席。本次交流会汇聚了来自全球的汽车与半导体领域的顶尖专家和企业高管，旨在聚焦汽车电子、功率半导体以及智能网联技术的前沿发展，共探全球汽车产业智能化与绿色转型升级的新机遇。

大会伊始，无锡市政协副主席、惠山区委书记吴建元致欢迎辞，表达了对进一步推动产业创新发展的坚定决心。近年来，惠山区紧密围绕产业升级和技术创新，着力打造汽车电子和集成电路产业集群，未来将继续加大投入，推动产业迈向更高水平。国际半导体高管峰会(ISES)总裁、联合创始人Salah Nasri表示，“随着新能源汽车和智能网联汽车的发展，半导体技术将在推动汽车行业变革中发挥不可或缺的作用，全球协同创新就是应对未来技术挑战的关键。”

全新视野，“种子选手”锁定转型新机遇

瑞能半导体首席战略及商务运营官沈鑫在现场就围绕“高电压SiC MOSFET用于可再生能源应用，具有更简单的设计和更高的功率密度”进行了深度分享。他强调，“从汽车到可再生能源，碳化硅的一系列场景应用正在改变电力电子领域。瑞能半导体凭借敏锐的行业嗅觉，早已意识到这一技术的重要性正在与日俱增，已经对碳化硅器件的开发和生产展开积极的布局。”

瑞能半导体首席战略及商务运营官沈鑫

特别是在高压电力电子系统中，与硅相比，碳化硅功率器件拥有更多的应用优势。碳化硅不仅能够提供比现有硅技术更高的操作电压、更宽的温度范围和更高的开关频率，而且工作损耗降低带来了效率提升，同时也减少了散热需求，整体系统成本有望降低约30%。

事实上，瑞能半导体SiC MOSFET系列产品具有高击穿电压、低比导通RDSON、高热导率和高结温（Tj）高门极可靠性等特点，允许SiC MOSFET处理比相近规格的Si MOSFET高得多的电流和电压，因此功率密度更高。这些优势可转化为更低的功率变换损耗、更高的效率、更简单的变换器拓扑结构以及更好的高温性能。

应用场景优势下，寻求更大突破

当下，碳化硅器件作为第三代半导体，已成为被多个行业所共同追捧的创新技术。市场分析显示，碳化硅市场正在蓬勃发展，预计到2028年市场规模将达到50亿美元。

基于碳化硅广泛的应用场景，瑞能半导体正积极致力于碳化硅器件的开发和生产。在去年，位于上海金山高新区的瑞能半导体全球首座模块工厂正式投入运营，专门生产应用于消费、通讯、新能源以及汽车相关的各类型功率模块及分立器件产品，串联客户和生态圈，积极推动行业高质量发展。

近年来，瑞能半导体尤其关注快速扩张的电动汽车市场，在碳化硅生产过程中，瑞能通过使用经行业认证的代工厂，确保其车规半导体产品生产设施符合汽车行业的要求。为确保产品的可靠性和产品服务能力，瑞能还在运营自有的可靠性实验室和故障分析中心，目前已经通过了CNAS实验室认证。

在产品和技术布局方面，瑞能半导体SiC  MOSFET产品系列：覆盖电压范围650V~2200V、拥有极具竞争力的比导通电阻（RON,SP）和包括顶部散热和模块产品在内的各种封装类型，极大的拓宽了瑞能SiC 产品的应用范围。特别需要指出的是，瑞能第二代SiC MOSFET拥有极强的短路能力，在18V和800V电压下的短路耐受时间长达3.5uS，从而确保了可靠性，保证了足够的短路保护时间，配合控制端采用多种灵活的短路保护策略可以有效避免了故障扩大化，确保器件应用安全。以上诸多特性非常适用于EV主逆变器和OBC等应用，有助于提升电动汽车效率和增加续航里程，同时最大程度确保应用安全。

此外，瑞能半导体的SiC MOSFET在推荐18V 驱动电压以获得更低的导通阻抗，突出设计经济型，同时提供15V栅极驱动电压下的RDSON明确标注，确保兼容性，器件设计可确保此较低驱动电压下正常工作，也便于应用到硅器件的设计架构中。瑞能SiC MOS产品的栅氧设计经过特别的优化和严格的可靠性验证，HTGB测试条件范围达到了-12V~24V，试验前后Vth均未发生明显漂移， 最大程度上保证了长期应用安全。

瑞能会持续深耕SiC领域，不断挖掘SiC 器件潜力，拓展SiC产品类型和应用范围，最大程度上服务市场需求，领导产业升级，持续为市场贡献高性能，高可靠，多样化的SiC产品选择，为客户和产业链创造更大价值。

本次交流会汇聚全球行业专家及领先企业的技术分享与思想碰撞，瑞能半导体的受邀参与，不仅彰显了瑞能在行业创新领域的领先地位，也进一步深化了其与广大半导体制造商和设备制造商的交流与合作。未来，瑞能半导体将依托专业的技术和开发团队，打造更多优质产品，为客户提供更多优秀的解决方案，助推全球汽车半导体产业的发展与升级。

关于瑞能半导体
瑞能半导体专注于功率半导体领域，传承逾50年的核心技术，全球销售点遍布大中华区、欧洲、亚太及美洲，产品应用覆盖智能家电，电动汽车，通讯工业等行业，为客户在各自细分行业提供可靠专业的技术支持。瑞能半导体掌握独立的功率半导体技术，凭借优异的品质和性能，其产品已被全球众多知名企业验证并使用。

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