
牽引逆變器幫助純電動汽車(BEV)插電式混合動力汽車(PHEV)實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)闹匾b置,其運行穩(wěn)定性直接影響電動汽車的動力輸出和電池壽命。
芯片采購網(wǎng)專注于整合國內(nèi)外授權(quán)IC代理商現(xiàn)貨資源,芯片庫存實時查詢,行業(yè)價格合理,采購方便IC芯片,國內(nèi)專業(yè)芯片采購平臺。
2020年11月30日,在中國國際汽車電子高峰論壇上,Power Integrations大功率FRichtek代理AE經(jīng)理王強作了主題演講——提高牽引逆變器的安全性和可靠性IC解決方案重點介紹如何借助Power Integrations的IC解決方案創(chuàng)建更安全可靠的電動汽車牽引逆變器。
中國國際汽車電子峰會論壇由上?萍紖f(xié)會、中國(上海)自由貿(mào)易試驗區(qū)臨港新區(qū)管理委員會主辦,ASPENCORE合辦邀請了整車廠商,Tier 行業(yè)專家,如零部件供應(yīng)商、汽車半導(dǎo)體制造商和智能駕駛開發(fā)商,共同討論了汽車電子設(shè)計、供應(yīng)鏈、測試和質(zhì)量控制等熱門話題。
從IGBT到SiC MOSFET支持更高的母線電壓
目前,電動汽車的發(fā)展方向與用戶需求相同,即充電速度更快,電池壽命更長。電動汽車的母線電壓從普通的400開始V轉(zhuǎn)向電動巴士使用的800V,甚至更高的925V,以實現(xiàn):
●充電速度更快
●電纜中的電流較小
●動力系統(tǒng)重量輕,散熱少
在此過程中,傳統(tǒng)牽引逆變器在效率、耐久性、成本和安全性方面遇到了瓶頸。王強說:逆變器的傳動系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)向SiC使用功率器件SiC替換舊的模塊IGBT該模塊支持更高的母線高壓,從而幫助電動汽車的動力系統(tǒng)實現(xiàn)更高的功率密度,提高電池壽命。
當(dāng)然,不管是基于什么IGBT模塊,于模塊SiC需要滿足模塊、牽引逆變器解決方案ISO 26262道路車輛功能安全國際標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)車輛出現(xiàn)故障時,系統(tǒng)應(yīng)保護用戶。
應(yīng)對ISO 26262要求InnoSwitch3-AQ提供極高的可靠性
王強指出,ISO 26262要求牽引逆變器使用EPS(電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng))。EPS在輔助電池故障的情況下,當(dāng)主電壓母線受到影響時,為車輛安全轉(zhuǎn)向和減速提供動力,既要能在動力電池電壓下工作,EPS需要在30 VDC(MIN)也可以在電壓下繼續(xù)工作。
當(dāng)然,EPS在設(shè)計過程中,還需要滿足功能安全的概念設(shè)計,如防止電機產(chǎn)生獨立扭矩、防止電機產(chǎn)生死鎖扭矩、防止電機不提供動力等,對部件的穩(wěn)定性和可靠性提出了很高的要求。
適用于EPS的InnoSwitch3-AQ幫助設(shè)計師應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。InnoSwitch3-AQ反激式開關(guān)IC為驅(qū)動電機控制和牽引控制器提供電源,可支持超寬輸入范圍:30至550V或30至925V母線電壓。
InnoSwitch3-AQ參考設(shè)計
InnoSwitch3-AQ采用Power Integrations的高速FluxLink耦合技術(shù), 無需專用隔離變壓器檢測繞組和光耦,即可實現(xiàn)±3%高精度輸入電壓和負載綜合調(diào)節(jié)率。集成的750 V MOSFET電影上的同步整流控制器可以滿足嚴(yán)格的汽車制器標(biāo)稱400 VDC輸入電壓可提供90%以上的效率。同時,InnoSwitch3-AQ系列IC符合AEC-Q生產(chǎn)過程已通過100標(biāo)準(zhǔn)IATF16949認(rèn)證為系統(tǒng)提供了完善的保護。
對于800V可選擇和電壓較高的母線應(yīng)用StackFET。適用于30V-925V輸入的30W外部電源DER-859Q就是采用tackFET類似的設(shè)計 V母線電壓。
DER-859Q參考設(shè)計
驅(qū)動和保護助力基于SiC模塊逆變器
上面提到的采用基于SiC電動汽車模塊牽引逆變器是未來的大趨勢,Power Integrations為此提供多方位支持。InnoSwitch3-AQ,王強在演講中也提到了這一點SiC MOSFET門極驅(qū)動和過壓保護di/dt控制“AROC”。
SCALE-iDriver是適用于IGBT和SiC MOSFET純電動汽車(BEV)插電式混合動力汽車(PHEV)門極驅(qū)動解決方案已通過AEC-Q100認(rèn)證一級標(biāo)準(zhǔn),符合LV123標(biāo)準(zhǔn)。
其中,SIC1181KQ和SIC1182KQ是適用于BEV和PHEV牽引逆變器SiC MOSFET前者適用于350V/400V后者適用于8000V電池。
SIC1181KQ和SIC1182KQ都集成了FluxLink提供最高12000技術(shù)V最高開關(guān)頻率為150kHz,峰值輸出門極驅(qū)動電流±8A @TA = 125 °C,并提供完善的保護:
●漏極-源極過壓保護
●超快短路保護通過電阻串實現(xiàn) - 典型的短路響應(yīng)時間<2μs
●集成電流檢測/鏡像功能SiC MOSFET,可實現(xiàn)流關(guān)斷裂
●原方和副方欠壓保護(UVLO)
SIC118xKQ驅(qū)動設(shè)計
在短路保護部分,王強專注于過壓保護和di/dt控制“AROC”——Advanced Resistive Overvoltage Control(高級阻性過壓控制)。
在實際應(yīng)用中,驅(qū)動電阻必須增加,以應(yīng)對短路。這種妥協(xié)的結(jié)果是,在部分/全負荷工作時,開關(guān)損耗過高。SIC1182K可優(yōu)化門極電阻,最大限度地減少開關(guān)損耗,提高短路關(guān)閉的可靠性WLTP(全球輕型車測試規(guī)程)效率。
有無“AROC”對比
總結(jié)
隨著電動汽車對充電效率和續(xù)航里程要求的不斷提高,基于許多設(shè)計挑戰(zhàn),母線電壓的上升是大勢所趨SiC模塊牽引逆變器是解決問題的魔棒Power Integrations要做的就是讓它繼續(xù)安全可靠。
- 聯(lián)想全球IT組織利用UiPath加快自動化技術(shù)HR數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐
- 靈魂折磨:你對嗎?SDR無線電軟件定義不知所措。五步教你走出困惑
- 云簽約,攜手行|介方與翼輝簽署合作協(xié)議
- LoRa集成LR-FHSS功能 支持衛(wèi)星通信和密集部署
- 半導(dǎo)體和意法Sensory 合作,通過STM32Cube 軟件生態(tài)系統(tǒng)賦能大眾市場嵌入式聲控技術(shù)應(yīng)用
- SK2022財年第三季度海力士財務(wù)報告
- 蘋果正在開發(fā)15英寸MacBook Air,明年最早發(fā)布
- 第二屆數(shù)博會 見證數(shù)字時代的巔峰
- 馬斯克說他收購了曼聯(lián),扮演了所有人。法律專家:追究責(zé)任并不容易
- 誰在搶跑ADAS國產(chǎn)風(fēng)口?
- 從測量開始,判斷 AI 算法的潛力
- 西數(shù)將量產(chǎn)162層閃存:100個晶圓容量TB
