圖 3-1介紹了單級(jí)矩陣轉(zhuǎn)換器的元件級(jí)架構(gòu)。該圖采用顏色編碼，使不同的設(shè)計(jì)方面易于識(shí)別。

• 紅色文本。硬件項(xiàng)的示例器件型號(hào)，通常在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段選擇。這些標(biāo)識(shí)符僅為占位符；必須根據(jù)技術(shù)要求、尺寸及成本選擇實(shí)際器件型號(hào)。
• 藍(lán)色文本。藍(lán)色標(biāo)簽突出顯示了攜帶安全信號(hào)的引腳、冗余元件（雙電壓傳感器）和診斷接口（自檢、看門狗、奇偶校驗(yàn)）。通過標(biāo)記這些引腳，利用該圖可以直接將安全相關(guān)信號(hào)追溯到相應(yīng)的 FSR。

圖 3-1 單級(jí)矩陣轉(zhuǎn)換器的元件級(jí)架構(gòu)

在 OBC 應(yīng)用中，除了電源開關(guān)和無源元件外，主要功能塊還有微控制器、PMIC、柵極驅(qū)動(dòng)器、電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、隔離式和非隔離式輔助電源以及通信。

• 微控制器 (MCU)。執(zhí)行充電器控制算法、監(jiān)控傳感器數(shù)據(jù)并同車輛上的 BMS/VCU 進(jìn)行通信。在安全關(guān)鍵設(shè)計(jì)中，MCU 通常是一個(gè)雙核器件，具有專用的 MCU 內(nèi)部看門狗和自診斷功能。
• 電源管理 IC (PMIC)。管理和控制多種電源功能，包括電壓轉(zhuǎn)換、電源時(shí)序、監(jiān)控、保護(hù)和通信。PMIC 為其他器件供電并對(duì)關(guān)鍵電壓軌進(jìn)行電壓監(jiān)控。它還為 MCU 提供外部看門狗及錯(cuò)誤引腳監(jiān)控器。在檢測到 MCU 發(fā)生不可恢復(fù)的故障時(shí)，PMIC 可以觸發(fā) MCU 復(fù)位并切斷相關(guān)控制，從而使系統(tǒng)保持在安全狀態(tài)。
• 系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片。與 BMS/VCU 交換狀態(tài)和診斷信息。安全關(guān)鍵消息通過 CRC 和消息計(jì)數(shù)器檢查進(jìn)行傳輸，以驗(yàn)證完整性。
• 電源和監(jiān)控器。隔離式輔助電源產(chǎn)生柵極驅(qū)動(dòng)器電壓，并在保持電隔離的同時(shí)為檢測電路的高壓側(cè)供電。在無需電隔離的情況下，非隔離式輔助電源為低電壓元件供電。
• 柵極驅(qū)動(dòng)器。提供電源開關(guān)所需的電壓和大電流驅(qū)動(dòng)信號(hào)。對(duì)于隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器，此項(xiàng)還提供低壓信號(hào)和高壓側(cè)之間的電隔離。驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)置保護(hù)功能用于滿足系統(tǒng)的 FuSa 要求。
• 電壓傳感器。以足夠的分辨率測量交流輸入電壓和直流母線電壓，以檢測過壓或欠壓事件。傳感器輸出可以路由到 MCU 和安全監(jiān)控邏輯。
• 電流傳感器。檢測交流輸入電流和直流總線電流，并實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。典型的實(shí)現(xiàn)方式包括具有 OC 引腳的基于霍爾效應(yīng)的電流傳感器，或具有比較器的基于分流器的電流放大器。
• 溫度傳感器。監(jiān)測電源開關(guān)的結(jié)溫、變壓器溫度及轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度。可實(shí)施冗余溫度傳感器以滿足 FuSa 要求。