ISO 26262标准是全球公认的汽车功能安全标准，标准覆盖产品的全部生命周期，包括功能安全管理、概念阶段开发、系统阶段开发、硬件阶段开发、软件阶段开发、支持流程、安全分析、产品发布等所有环节。
ASIL(Automotive Safety Integration Level，汽车安全完整性等级)是基于ISO26262标准的分类系统，共有A、B、C、D四个等级，等级越高，开发流程越严格。
目前ISO26262还只是推荐性标准，并不是强制性的，但随着电动汽车的发展，功率需求的不断增长，使母线电压正在从400V向800V演进，因此对于安全性和可靠性的需求会越来越高，相信ISO26262体现出的价值会随之加大。
ISO26262带来的新机遇
汽车OEM若想整车实现ISO26262，则需要其零部件也需要实现相应的功能安全等级，这就给供应商的开发及生产带来了全新挑战。
而目前，尽管ISO26262推行了一段时间，市场上依然有很多人对此不甚了解，并且认证过程过于繁琐。因此加强对ISO26262理解和认识，并简化认证流程，已不光是整车厂的努力方向，同时也是元器件供应商的努力方向。
近年来，电源供应商PI（Power Intergration）看到了在ISO26262标准的不断深化下，给汽车电子产业带来了新的差异化竞争点——即通过各种创新手段，简化客户的安全设计。PI也围绕安全相关，开发出了一系列应用，并取得了出色的成绩。
PI资深技术培训经理阎金光介绍道，汽车中的不同子系统，对于功能安全的要求不同。比如和驾驶操控、动力或安全相关的系统，需要满足ASIL-C及ASIL-D标准，而PI正投资在对于功能安全要求更加苛刻的应用场景中。
比如，其针对800V的应急电源，PI推出了最新的InnoSwitch3-AQ，集成了1700V耐压的碳化硅FET。
逆变器驱动与功能安全需求
近日，PI又将目光瞄向了牵引逆变驱动市场，并推出了首款适用于Infineon EconoDUALTM模块的SCALE EV系列门极驱动板。从产品系列EV的名称就可以看出，这是一款特别针对电动汽车的产品。新驱动板已通过汽车级认证和ASIL B认证，可实现ASIL C/D牵引逆变器设计。值得注意的是，该产品是市场上首款唯一通过汽车级认证的门极驱动板，因此可以极大简化用户的产品开发及认证过程，从而加速上市时间。厂家可以直接购买控制板、驱动板和相应的功率模块进行组装即可轻松实现逆变器的电子控制系统的硬件设计。
PI自从2012年收购瑞士高压IGBT驱动及模块供应商CT-Concept之后，便将产品线从AC/DC转换，迅速扩充到包括工业电机驱动、可再生能源发电、电动火车和有轨电车、高压直流输电、电动汽车以及医疗设备，并推出了多种类型的中高压驱动IC及驱动板。所以这并不是PI作为芯片供应商的第一次跨界，实际上PI一直以来的定位就是为清洁能源生态系统提供关键组成，因此只要能够解决清洁能源技术痛点，都是PI投资的方向。
从第三代半导体的火热，以及IGBT的严重缺货，足见近两年电源及逆变器市场的火热，但逆变器系统的设计，尤其是驱动部分，并没有那么简单。主要原因在于对于IGBT而言，驱动部分要包括栅极驱动、电源监测、保护、电磁兼容、增强隔离、与MCU实时通信等诸多功能。并且还应满足ASIL认证要求，这也是相对于其他领域的最大差异。
阎金光以主动放电和主动短路保护模式为例，介绍了牵引逆变器的功能安全要求。正常状态时，牵引逆变器由高压母线供电，通过驱动控制IGBT开关，将高压直流转变成交流电来驱动电机。而当发生紧急情况后，高压电池与母线的连接会断开，同时切换到应急电源母线。这时需要短时间内构造放电路径，使母线高压电容迅速泄放，避免损伤人体或系统。
另外主动短路（ASC）的作用是将电机的转速迅速降至0。该场景的具体描述为，在发生驱动信号丢失（类似刹车失灵）时，电机还会继续旋转，这时线圈产生的电动势，需要逆变器的上管或下管导通，从而将电机的能量利用短路迅速消耗掉，此外，短路产生的反向电动势，也可以为电机提供反向扭矩，从而使电机可以迅速减速。
SCALE EV产品解析
如上图所示，SCALE EV主要包括了两颗ASIC，分别负责驱动上管和下管，并采用了PCB开孔、以及ASIC内置的FluxLink隔离等方式，实现了低压侧与高压的加强绝缘，符合5500米海拔要求。
同时，采用两颗驱动分别驱动上管和下管，并且采用双连接器配置，以确保在某个臂发生损坏后，并不会影响到整个半桥，从而实现功能安全的要求。
这一驱动板看似平平无奇，但是这两颗ASIC驱动却是集成了众多功能，以确保驱动模块实现功能安全要求。还是以主动放电为例，传统对电容放电的方案，需要50-100个器件来构造回路，平缓功耗，而PI开创性的利用同时导通IGBT的上下管形成的主动短路，从而迅速导通并最小化电路构成。但同时导通，很容易出现俗称的“炸机”现象，因此需要仔细控制功率管的开启，使其既可以迅速放电，同时也不会因过热损坏功率管。根据阎金光的介绍，该驱动板可以利用低占空比导通控制（脉宽1-2μS），并确保IGBT峰值电流在最大承受电流的50%以下，这样可以更好地控制IGBT的结温，从而避免损坏。而主动短路的控制模式也类似，在确保IGBT不会损坏的情况下，尽可能的泄放功率。
除了主动放电和主动短路之外，该驱动板还具备高级的具备软关断特性的过压控制、Dsat检测(退饱和检测) 、隔离的NTC温度测量、门极信号翻转监测以及比特流遥测报告等。
以数字遥测端口为例，如图所示，该比特流可提供丰富内容，包括传输温度数据、告警或报告故障，从而实现完整的保护及监控。而单独的状态输出引脚可以更快的使系统对故障做出反应，提高系统的故障响应时间。
正是由于新型驱动器IC的高集成度，使整个驱动板（包括门极电源）的尺寸大小完全适合于功率模块，同时仍能提供符合IEC 60664标准的加强绝缘所需的间距。这样对于紧凑型逆变器的设计很有帮助。ASIC封装可提供11.4mm的爬电距离和电气间隙，安全满足800V汽车系统电压的使用需求。
不只英飞凌，不只IGBT，也不止EV
阎金光表示，此次SCALE EV产品是选择了业界流行的英飞凌EconoDUAL 900A 1200V IGBT半桥模块。未来，PI还会基于市场需求，开发支持其他品牌功率模块的产品。
此外，PI针对保护、隔离及驱动的技术积累，也可以开发基于SiC模块的应用，从而满足SiC MOSFET开关的短路和过流响应时间小于1微秒的要求。
同时，阎金光还表示，除了针对电动汽车牵引逆变器之外，其他利用IGBT模块的功率变换应用场景，都可以选择PI的驱动板。尤其是针对氢燃料电池变换器、电池储能或其他需要有更高车规认证可靠性要求的应用。