芝芯方案丨智能汽车时代，制动系统迎来“最强大脑”：东芝完整方案解读

如今，汽车变得越来越“聪明”，从辅助驾驶到高阶自动驾驶，都对车辆的控制提出了前所未有的要求。而作为安全核心的制动系统，也正经历一场从“液压”到“线控”的技术变革。传统的制动方式反应速度、控制精度都逐渐触及天花板，行业需求更快、更准、更安全的解决方案。

作为半导体领域的深耕者，东芝半导体凭借对系统设计的深刻理解，为下一代汽车制动控制（涵盖ABS／ESC、电子制动助力器、电子驻车制动）提供了一套完整的器件参考设计方案。这套方案的核心，在于 “提升安全性”、“降低功耗”和“实现小型化” 三个维度，为智能底盘构筑坚实的硬件基础。

总览全局

制动控制系统的“三大支柱”

这套参考设计方案覆盖了制动控制中的三大核心单元：负责防抱死和车身稳定的汽车制动控制、提供助力辅助的电子制动助力器、以及实现驻车功能的电子停车制动器。

图1.汽车制动控制

图2. 电子制动助力器

图3. 电子停车制动器

东芝的方案涵盖了每个单元的关键环节：

电机驱动单元：驱动制动动作的核心，尤其是三相直流无刷电机（BLDC）的高效控制。

电源管理与保护单元：确保系统供电稳定、安全，并具备防反接等保护功能。

信号处理与通信单元：负责传感器信号处理及车载网络（如CAN）的可靠通信。

核心驱动

让电机控制“快、准、稳”

制动系统的响应速度直接关乎安全。在驱动部分，东芝提供了从预驱到MOSFET的完整组合拳。

方案亮点

符合ISO 26262 ASIL-D标准的电机预驱

核心价值

东芝的TB9083FTG 和TB9081FG系列三相无刷电机预驱，符合ISO 26262 ASIL-D功能安全等级，并可提供FMEDA和安全手册，这对于功能安全要求极高的线控制动系统至关重要。

技术优势

· 内置3通道安全继电器驱动和电机电流检测放大器，支持3路电流检测（3 Shunt），简化了系统设计并增强了可靠性。

· 采用小型VQFN48封装（7.0mm×7.0mm），相比传统封装可减少约66%的贴装面积，为ECU小型化贡献巨大，同时也为功能安全可能要求的冗余设计留出了空间。

· 内置外部MOSFET自诊断电路，可通过SPI接口读出诊断结果，减轻了MCU的负担并减少了外部元器件。

强力搭档

低损耗功率MOSFET

· U-MOS系列40V N沟道MOSFET：采用最新工艺，单位面积导通电阻（RonA）较上一代产品降低44%，实现了低导通电阻和低噪声，从而降低功耗。

· 封装与可靠性：采用铜夹结构和双面散热结构，实现了低损耗与高散热性能。可润湿侧翼（WF） 封装有利于良好的安装。且该系列提供从TSON Advance（WF）到L-TOGL™等多种封装，覆盖从40A到400A的宽电流范围，设计弹性大。

智能供电与保护

守护系统的“能量与神经”

除了电机驱动，系统的供电管理和信号保护同样决定成败。

智能高边开关与反接保护

· 方案构成：东芝的栅极驱动IC（如TPD7104AF／TPD7106F／TPD7107F），专为驱动N沟道MOSFET设计。

· 技术亮点：芯片内置电荷泵电路，可轻松实现N沟道MOSFET的高边驱动和半导体继电器配置，替代传统机械继电器。

· 保护功能：像TPD7104AF／TPD7106F还内置了用于电源反接保护MOSFET控制功能。封装非常小巧（如PS-8、WSON10A），利于设备微型化。

高精度、低功耗的“心脏”电源

· 方案构成：面向MCU的电源管理IC，如 TB9005FNG 和 TB9044FNG／TB9045FNG系列。

· 核心价值：

TB9005FNG：低电流消耗（典型值90μA）的外部晶体管型稳压器，内置看门狗定时器（WDT）和电流检测功能，监测MCU运行状态，提升系统稳健性。

TB9044FNG／TB9045FNG系列：符合ISO 26262 ASIL-D标准的高精度电源，内置5V输出电压和3路跟踪电源（Tracker） 为传感器供电，TB9045FNG系列还可提供1.1V至1.5V的可选核心电压，完美适配各类主流MCU，并可提供FMEDA和安全手册，以助力客户通过功能安全认证。

可靠的车载网络保护

TVS二极管（DF3D18FU／DF3D29FU／DF3D36FU系列）：可防止静电放电（ESD）引起的系统损坏和故障，且支持CAN／CAN FD／FlexRay。具备高达±30kV的高ESD抗扰度，为脆弱的总线通信提供坚实屏障。

完整的产品生态系统

此外，东芝还提供丰富的通用小信号MOSFET（如SSM3K7002KF系列）、偏置电阻内置晶体管（BRT） （如RN1907FE/RN2907FE系列），覆盖从逻辑控制到信号放大的各类需求，均提供AEC-Q101车规级认证和多种小型封装，助力客户在电路板设计中实现高度的灵活性和集成度。

结语

从感知、决策到执行，智能汽车对制动系统提出了前所未有的挑战。东芝凭借从功率器件、驱动IC到电源管理、信号保护的完整产品线，不仅提供了满足功能安全（ISO 26262）的高性能硬件，更通过低损耗、小型化封装等技术，助力客户打造更安全、更高效、更紧凑的下一代制动。这套方案是应对线控制动变革浪潮中，值得信赖的“芯”选择。