思瑞浦汽车CPM方案，智驾安全，可靠随行！

　　CPM(Crash Power Module)碰撞冗余电源模块，是专为车辆设计的关键安全冗余系统，核心定位为碰撞或主电源失效后的紧急电力保障单元。其本质是基于锂电池或超级电容储能的备用电源系统，区别于传统备用电源，CPM具备毫秒级响应速度，能在主电源因碰撞、短路等故障中断时，瞬时释放大电流，为逃生的车门、车窗关键部件提供解锁的电力和控制，被誉为车辆安全的 “最后一道电力防线”。 根据最新发布的国家标准 ‌GB 11552-2024‌，自2026年起，所有在中国市场销售的新车型必须满足“碰撞后车门应能自动打开”的安全要求。

　　CPM 模块采用 “核心器件 + 冗余架构” 设计，其设计组成上主要包含冗余电源(锂电池或超级电容)的充电及放电、控制系统及备份电源开关。考虑当前市场器件选型及物料成本压力，思瑞浦提供了一套具备成本优势的解决方案。

　　图1 CPM方案框图：

　　01储能单元充电模块

　　目前储能通常采用多颗车规级超级电容串联组成(如 4 颗 2.7V/25F 电容组成 10.8V 供电系统)，具备高密封、无易燃风险特性，可瞬时输出数大电流，支持多个车门/窗锁解锁操作。但超级电容在充电电压和电容电压存在较大压差时，由于电容特性会产生瞬态大电流，需要控制充电电源电流大小，避免误触发前级电源保护，同时防止超级电容形成电压过充。使用Buck-boost或是CC Buck不可避免面临成本高或是可选器件型号少的困境，通过如下电路，使用运放对输出电压和Buck芯片的反馈引脚(FB)进行控制，可使通用的恒压输出BUCK实现对超级电容恒流充电。

　　如下图所示，使用思瑞浦双通道车规运放LM2904Q实现2级比较输出控制。

　　图2 恒压BUCK实现恒流输出方案：

　　根据不同储能电源对充电电流大小需求不同，思瑞浦可提供丰富同步车规Buck产品，包含1A/2A/3A的TPP36x07Q和6A的TPP36609Q，输入电压支持3~36V范围。其中TPP36x07Q具备超低(6uA)静态功耗，TPP36609Q具备200kHz ~2.2MHz可配置的开关频率，以上型号均支持展频输出，为汽车应用环境降低EMI风险。

　　随着不同车型设计差异，需要解锁的部件(如车门锁、落窗锁、后备箱门锁等)增加，对备份储能电源容量也随之增加，多节超级电容的管理也需要关注，可利用运放对超级电容充电电压和电流采集，通过MCU进行计算，实现超级电容管理。思瑞浦的TPA658xQ系列，具备0.3mV典型值失调电压和10MHz的增益带宽积，能够满足快速、精准的电压采集需求。

　　02储能单元放电模块

　　由于驱动解锁电机工作电压通常有一个最小阈值，比如9V，如果直接使用超级电容放电，意味着电容放电到低于9V的能量将不会被利用，所以在超级电容放电增加一级Boost芯片，可以将超级电容放电放到更低电压值，更多的利用储能器件容量。思瑞浦车规Boost芯片TPQ5055Q和TPQ5057Q，能够支持3.5~45V供电电压范围，支持展频以及可配置的开关频率，同时可根据应用需求设计成Boost、SEPIC、flyback等不同应用拓扑。

　　03负载控制单元(高边开关)

　　负载开关主要起到在异常情况下控制切换备用电源供电的作用，解决方案使用高边开关。思瑞浦提供多种高边开关可选，其中单通道TPS42S40Q，导通电阻低至100mΩ，支持 3.5~40V宽电压输入，具备过载、短路、反向电池保护功能;双通道TPW4020DQ，导通电阻24mΩ，具备输出电流检测和过流、过温、输出对地/电池短路等保护;四通道TPS42Q20Q适用于负载电流能力低于2.5A需求场景，具备电流检测和多种故障告警功能。

　　04控制中枢管理-SBC

　　整个模块离不开控制中枢——MCU的管理，负责接收碰撞传感器信号、控制电容充放电时序，是模块的 “大脑”。而MCU的供电、对外通信和防挂死都离不开外围电路。思瑞浦提供集成化的SBC(System Basis Chip)芯片TPT1169xQ，集成1路CAN、2路LDO和看门狗，实现MCU外围电路的多个需求一“芯”搞定，其中：内置的CAN 支持SIC(振铃抑制)，速率最高可达8Mbps，且可通过软件配置实现特定帧唤醒部分网络功能(Partial Networking); 内置一路LDO可为MCU提供精度±2%、电压3.3V/5V、最大250mA供电，另一路内置LDO支持对板外供电5V/150mA;芯片内置看门狗，可配置为窗口看门狗模式，为MCU提供防挂死重启功能。

　　接口产品线作为思瑞浦重要产品线之一，目前已经具备较完善的CAN芯片体系。针对当前具有挑战的供应链体系，思瑞浦推出全国产供应链的各类CAN器件，其中包含支持不同休眠模式的TPT1057xQ、TPT1044xQ、TPT1043AQ和特定帧唤醒的TPT1445Q外，还有支持CAN SIC(Signal Improvement Capability)的TPT1642xQ和TPT1643Q。同时应对市场48V电池架构CAN需求，思瑞浦正陆续推出总线耐压80V的TPT16xxQ系列芯片，应对48V架构所需的电气特性，助力打造安全、可靠的汽车通信网络

　　图3 思瑞浦完备体系CAN产品：

　　思瑞浦致力于全方位的汽车芯片创新研发，以硬核技术实力构筑“技术护城河”。从搭建自主可控的自有虚拟IDM晶圆平台，到打造自有车规产品测试工厂把控品质，再到建设齐全的ISO 17025实验室, 通过汽车功能安全管理体系ASIL-D认证，思瑞浦已在信号链、接口、电池管理、高压隔离、电源管理等30多个核心产品领域实现突破，构建起覆盖车身控制、智能座舱、ADAS、动力、底盘等场景的汽车芯片产品矩阵，其中，超过300颗车规芯片已实现量产和规模出货,合作覆盖国内主流车企及Tier1。

　　随着汽车行业快速发展，汽车安全也越来越被关注，CPM 模块已从 “选配安全件” 逐渐成为 “强制标配”。同时在消费者安全意识日益提升的背景下，CPM 模块的配置情况已成为用户购车决策的重要参考，思瑞浦致力于为客户提供可靠且具备成本优势的解决方案和车规级芯片，为实现与客户共赢而努力。

　　图4 CPM方案思瑞浦物料汇总：

　　本文所涉及的产品性能测试指标、额定值测量等数据，请以思瑞浦官网发布的产品规格书为准