Уламжлалт тээврийн хэрэгслээс орчин үеийн машинууд дугуйтай электрон хэрэгсэл болоход ойртсон нь ойлгогдож байгаа бөгөөд бид нэгэн цагт бүрээсний доор шагайж дотоод ажиллагаа, удирдлагын мэдрэмжийг харж байсан бол орчин үеийн автомашины хувьсал өөрчлөгдсөн ба тэдгээрийг нарийн төвөгтэй компьютер болгон хувиргасан. Дизайнерууд жин хэмнэж, найдвартай байдлыг сайжруулж, тээврийн хэрэгслийн угсралтыг хөнгөвчлөх, ялгах онцлогуудыг бий болгох, жолоочийн туслах болон автомат жолоодлогын дэвшилтэт системийг нэвтрүүлэхийг эрэлхийлж байгаа тул сүүлийн жилүүдэд бидний харж буй тасралтгүй цахилгаанжуулалт нь тээврийн хэрэгслийн бүх хэсэгт үргэлжилсээр байна.
Цахилгаанжуулалт нь тээврийн хэрэгслийн тодорхой функцээр хязгаарлагдах үед хяналтын домэйн дээр суурилсан арга нь төгс утга учиртай байсан. Гэсэн хэдий ч програм хангамжийн хэмжээ нэмэгдэж, програм хангамжийн эвдрэлийн эрсдэл нэмэгдэхийн хэрээр програм хангамжийг шинэчлэх боломжтой нэгжийн эрэлт хэрэгцээ илт болов. Олон төрлийн ECU хослолуудаас үүссэн нарийн төвөгтэй байдал нь сорилтуудыг улам бүр нэмэгдүүлж, үр дүнтэй шинэчлэлтийг хэрэгжүүлэх бараг боломжгүй болгосон. Энэ нь өргөжиж буй функцийг зохицуулах олон тооны цахим хяналтын нэгжийг (ECUs) нэгтгэхэд хүргэсэн бөгөөд үүний үр дүнд зарим тээврийн хэрэгсэлд эдгээр модулийн 100 гаруй модулийг агуулсан болно. Орон зай маш хязгаарлагдмал байсан ч бүгдийг нь тээврийн хэрэгслийн бүтцэд хаа нэгтээ суурилуулах шаардлагатай байв. Утас нь бас төвөгтэй, хүнд болж, жин хэмнэж, найдвартай байдлыг сайжруулах үзэл баримтлалтай зөрчилдсөн.
Өнөөдөр өсөн нэмэгдэж буй олон тооны автомашинуудыг тусгай зориулалтын ECU-д нэгтгэж байна. Энэхүү архитектур нь өнөөдөр илүү их таалагдаж байгаа бөгөөд ECU-ийн тоог бууруулж, хялбаршуулсан утас холбох боломжийг олгодог. Ийм “frozen” функцүүдийн багц нь зардлыг бууруулна гэсэн үг юм. Гэхдээ ямар ч инженерийн сорилттой адилаар нэг салбарт ололт амжилтад хүрэх нь нөгөө талдаа хариу өгөхийг шаарддаг. Цөөн тооны ECU-д олон янзын функцийг нэгтгэх нь эдгээр нэгжүүд хэт том, хүнд, эрчим хүч их шаарддаг гэсэн үг юм.
Тээврийн хэрэгслийн дэд бүтэц дэх эрчим хүчний хагас дамжуулагч
Инженерүүд болон дизайнерууд энэ сорилтыг электроникийн салбарын нэр хүндтэй техникээр аль хэдийн даван туулж байна: хагас дамжуулагчийн интеграцчлал нэмэгдэж, илүү төвөгтэй, олон давхаргат субстрат нь эд ангиудын хоорондын зайг ойртуулж, улмаар PCB-ийн хэмжээ бага, хайрцагийн хэмжээ багассан. Гэсэн хэдий ч энэ бүх нэмэлт хэлхээний тусламжтайгаар ECU бүрийн ердийн эрчим хүчний хэрэгцээ нэмэгддэг. Орон зайг шахах нь цахилгаан тэжээлийн хэлхээг багасгахын зэрэгцээ илүү их хүчийг нэгэн зэрэг ашиглах шаардлагатай болдог. Энэ нь эрчим хүчний нягтралыг нэмэгдүүлж, хэт халалтаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд дулааны зарцуулалтыг нэмэгдүүлэхийг шаарддаг.
Бусад үйлдвэрүүдэд дизайнерууд үр ашгийг дээшлүүлж, зарцуулалтыг багасгахын тулд синхрон залруулалт, тэг хүчдэлийн шилжүүлэлт зэрэг техникийг ашиглан эрчим хүч хувиргах дэвшилтэт топологийг хурдан нэвтрүүлсэн. Гэсэн хэдий ч автомашины хувьд өртөг, найдвартай байдал, бат бөх чанар зэрэг хүчин зүйлүүд нь тэргүүлэх байр суурь эзэлдэг бөгөөд дизайнеруудыг илүү консерватив, батлагдсан топологи руу чиглүүлэх хандлагатай байдаг. Тиймээс, эрчим хүчний нягтралд үзүүлэх дарамт нь эд анги үйлдвэрлэгчдийг бага зайтай багцуудыг боловсруулахад түлхэж байхад бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь ижил хэмжээний дулааныг гадагшлуулах ёстой.
Транзистор ба Шулуутгагч диодуудад хагас дамжуулагчийн шинэ багц шаардлагатай бөгөөд энэ нь орон зай хэмнэж, дулааны хувьд маш үр ашигтай байдаг. Олон үеийн бүтээгдэхүүний хувьд дизайнерууд SOT23 болон SMx (SMA, SMB, SMC) зэрэг тогтсон багцуудад тулгуурладаг. Гэсэн хэдий ч, хурдацтай хөгжиж буй шаардлагуудын дагуу дулаан ялгаруулах өндөр чадавхыг санал болгодог шинэ багцууд нэн шаардлагатай байна.
Дүгнэлт
Өнөөдрийн хувьд жижиг, илүү хүчирхэг, найдвартай автомашины ECU-д тавигдаж буй эрэлт хэрэгцээ нь электрон бүтээгдэхүүний бараг бүх зах зээлээс ирж буй дуудлагуудыг цуурайтуулж байна. Гэхдээ сайн мэдээ гэвэл энэ нь хөргөлтийг дэмжихийн зэрэгцээ транзистор ба диодын ул мөрийг эрс багасгадаг үр ашигтай сав баглаа боодлын хамгийн сүүлийн үеийн бүтээн байгуулалтуудын ачаар боломжтой болсон. Энэ салбарын үйлдвэрлэгчдийн хувьд өсөн нэмэгдэж буй зах зээлийн эрэлт хэрэгцээг хангахын тулд хүчин чадлыг нэмэгдүүлэхэд хөрөнгө оруулах нь утга учиртай болно. Ялангуяа хурдацтай хөгжиж буй автомашины болон үйлдвэрлэлийн хэрэглээ нь шинэлэг CFP болон DFN-аар савласан бүтээгдэхүүнээс ашиг тус хүртдэг. Зах зээл дээрх эдгээр нэгжийн олон хувилбарууд нь дулааны хувьд оновчтой, жижиг багц руу шилжих шилжилтийг хурдасгах болно. Эдгээр дэвшлийг хүлээн авснаар үйлдвэрлэгчид олон төрлийн цахим зах зээлийн өнөөгийн эрэлт хэрэгцээг хангахаас гадна инновац, үр ашгийн ирээдүйн суурийг тавьж чадна.
