芝能智芯出品

NXP做了一份簡單的材料，介紹設計Fail-safe的DC-DC控制器，很多科普性質的內容，加入了一點點MBD的材料。

● 安全設計

在純電動汽車的動力系統內，不同DC-DC必須具備安全性和容錯性，以提高其可用性。自動駕駛的不斷發展要求推動了下一代EV轉換器的開發。

車企和一級供應商（Tier1s）正在研究容錯系統解決方案，以滿足自動駕駛的需求，這將增加動力系統的可用性，這需要采用ISO26262安全流程來開發展轉換器的安全架構。

OBC

逆變器

DC-DC

HV到LV DC/DC轉換器內的主要功能：

1 確保逆變器上的濾波電容在放電時，電荷被釋放掉

2 通過隔離變壓器傳遞輸入的DC電壓，轉換成12V

3 將HV電壓轉換為低壓12VDC電壓

4 給低壓電池充電

5 采樣輸出狀態（可以是輸出電壓或電流）

6 調節和控制信號變化以維持低壓電池的額定電壓

●典型的DC-DC結構

●安全目標

●DC-DC的安全概念

●高壓架構的Fail-safe

高壓拓撲的容錯性

使硬件結構容錯的一種解決方案是添加一個T型結構。如果主要支路開關之一出現故障（用紅色突出顯示），則會激活重新配置的T型結構（用藍色突出顯示）來支持剩余的開關。

測量數據

可用的一種解決方案是冗余和測量算法，應使用冗余系統和/或測量算法來監測轉換器的測量數據，并重新組合測量信號（例如：Kalman濾波器、自適應觀察器等）。

控制器可用

可能解決方案是：使用NXP S32 MCU架構，具有多個核心和存儲器冗余 對降級模式的軟件架構進行虛擬化 利用S32的功能安全能力 NXP S32的外圍設備，如FCCU，使客戶能夠創建對硬件故障做出響應的軟件。

使用模型驅動開發（MBD）工具來開發DC-DC轉換器，驗證和驗證MBD流程至關重要，包括模型在環（MIL）、軟件在環（SIL）、處理器在環（PIL）和硬件在環（HIL）流程。

審核編輯：湯梓紅