在汽车应用中，有保险保护的电子机械式开关在高负载应用中得到了广泛使用，这些应用包括电子加热器、大型电机、电子配电系统和电源管理系统。从应用的角度讲，系统供货商依然习惯于由机械式保险提供的接线保护。由于保险同配线类似(具有相似的电流和时间限制)，在保护一个线束时它们的熔断特性也都相近。然而，这种系统解决方案也有一些局限性。首先，机械式继电器在长时间运作时容易磨损和发生接触差错；另外，这种系统方案不但不具备脉宽调制(PWM)功能，还要求额外的诊断和保护器件，这无疑将增加成本，也增加了整个系统的重量和功耗。

一旦发生差错，保险就要被更换，这就需要一个更易操作且价格昂贵的保险盒。而且，保险的温度特性对负载的要求往往比配线要高。在低温和短时间内，突然短路所产生的大电流对系统依然是有害的。

由于这些技术和成本方面的原因，新一代汽车逐渐减少了保险和继电器的使用，相反更多的采用了智能功率器件。预计到2005年，平均每辆汽车中采用的智能功率器件的数量将超过继电器的数量。

大多数智能功率器件在发生短路时都能得到很好的过流保护。纯粹的熔断功能要么由MCU通过电流感应器动态控制差错电流来实现，要么由过温电路实现。当短路点的温度达到150-200摄氏度时，这一过温电路能关断器件，使其停止工作。可是，前一个方法并没有达到MCU资源和时间响应的最优化；而当短路在低温状态下反复发生时，后一种方法则将在器件上产生高温度梯度，而不能实现线束的最优化。

导通电阻为2毫欧的智能功率器件可取代保险与继电器

摩托罗拉为此推出了智能功率开关MC33982。这一被称为SPSS的开关具有自保护功能，导通电阻(RDSON)仅为2毫欧，可用来控制高负载、保护线束、取代保险并减少往来于保险盒的线束，同时在具有竞争力的价格下提高系统的可靠性。

为得到这种一流的低导通电阻、高性能和智能特征，SPSS在一个封装里包含了两个裸片：一是摩托罗拉专有的HDTMOS，这种艺术化的纵向MOSFET技术内嵌了温度和电流感应器。在正常环境温度时导通电阻最大为2毫欧，150摄氏度时最大为3.4毫欧。另一个是SMARTMOS，它不仅控制和保护功率裸片，也具有创新性的智能功能，我们将在下面详细描述。

SPSS的每一个裸片都焊接在千分之二十英寸厚的铜引线框架上，采用的是12 12毫米的功率四方扁平无引脚(PQFN)封装，散热片外置。它具有很好的热阻抗，最大的结到外壳热阻为1 C/W。

与单片或堆栈式解决方案不同是，SPSS采用独特技术把裸片与裸片之间进行电热绝缘，因此功率侧和控制侧之间就不会有大电流注入和过载。而当功率侧在短期的能量压力下，控制侧也不会有显著的温度上升。

特点

MC33982是专为恶劣环境所设计的，因此它具有智能功率器件的一般特性，例如可以控制输出的直接并行输入、过流保护、过热保护、实时差错显示、浮地(ground disconnect)保护、抛负载瞬变保护、开路检测、过压和欠压保护等等。如果电池反向，控制侧无需外加任何组件就可以被保护，并控制着MOSFET的门，保持与正常模式下相近的低导通电阻。另外，SPSS也具有唤醒功能，以确保最小待机电流为5 uA。

SPSS的这些重要优点和创新功能都源自内建的8位串行外围接口(SPI)，这一接口可以与微处理器直接连接。SPSS还有8个寄存器，它们被定义成用来配置器件和控制输出状态。

要注意的是该器件支持某些串行外围接口协议，如菊花链(daisy chain)。在某些应用中，几个SPSS可以由一个微处理器控制，这就减少了I/O连接器件，可带来成本的降低。

例如，这些寄存器允许通过串行外围接口控制输出(同直接并行输入进行逻辑与/或)；为改进电磁兼容性而设定转换速度；当几个大负载需要通过一条MCU指令而激发时，还可以设定接通延时来限定浪涌电流。

SPSS还能精确的感应模拟电流，因此可实时检测负载电流。由于这项电流感应功能可以被逻辑禁止，因此多个SPSS的电流感应输出可以共享同一个MCU的A/D输入，而不相互干扰。有两种比率可共选择，以便更好的改变电流去适应A/D转换器。

另外，SPSS还具有内部看门狗电路。使能时，只要在内部看门狗设定的最小时间内能够检测到所导入的SPI信号中有翻转，表示SPSS工作正常；如果在内部看门狗计时超出时都未能检测到翻转，SPSS将进入差错保护模式，直到SPSS被重新初始化，而此时无论输入是何状态，输出都将被置成导通。

SPSS的另一个创新功能是可设置过流检测和差错管理功能。事实上，SPSS还有一个专用寄存器允许主机设置输出电流的高低态检测值，其中低态有8个，高态有2个。在负载电流小于50A的低态且输出关断以前，主机可以选择4个不同的时间区间让电流通过。

低位检测线同定时器结合之目的是：1、在稳态时，过滤掉差错电流。2、在电流涌入或启动间隔期间，对差错电流作消隐减退。

一旦超出了最初选择的高位检测线如100A或150A，输出将在20 s内关断。

除了能够起到保护作用外，这种模仿熔断的功能也可被用来优化负载要求，以满足系统指针。

图1为过流控制，红线的2条是高态检测线，兰色的4条为低态检测线。因此客户可尽量选择与黑色相近的波形，以在最大限度满足其电流负载要求(如绿色线)。

结论

SPSS这种单片的2毫欧智能功率IC是一种能够取代保险和继电器的全新概念。由于具有市场上最低的导通电阻，该器件能帮助设计师改进所设计模块的大小和功耗水平，同时又能以最小的成本提升整个系统的稳定性。这一解决方案必将满足未来线控驾驶(X-by-Wire)应用的要求。