多措并舉，Power Integrations讓牽引逆變器更安全可靠

近日，在中國(guó)國(guó)際汽車電子高峰論壇上，Power Integrations大功率FAE經(jīng)理王強(qiáng)作主題演講——《提高牽引逆變器安全可靠性的IC解決方案》，重點(diǎn)介紹了如何借助Power Integrations的IC解決方案打造更安全可靠的電動(dòng)汽車牽引逆變器。

• 從IGBT到SiC MOSFET

• 支持更高的母線電壓

• 充電速度更快
  
• 電纜中的電流更小
  
• 動(dòng)力系統(tǒng)重量更輕、散熱更少

在此過程中，傳統(tǒng)牽引逆變器在效率、續(xù)航、成本和安全性等方面都遇到了瓶頸。王強(qiáng)認(rèn)為：“逆變器的傳動(dòng)系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)向基于SiC的功率器件，使用SiC模塊替換舊有的IGBT模塊，以支持更高的母線高壓，進(jìn)而幫助電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更高的功率密度，提升電池的續(xù)航能力?！?/span> 當(dāng)然，不管是基于IGBT模塊，還是基于SiC模塊，牽引逆變器解決方案都需要滿足ISO 26262《道路車輛功能安全》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)車輛發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)要保護(hù)用戶。

• 應(yīng)對(duì)ISO 26262要求

• InnoSwitch3-AQ提供極高的可靠性
  王強(qiáng)指出，ISO 26262要求在牽引逆變器中使用EPS（電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）。EPS在輔助電池失效的情況下，為車輛安全轉(zhuǎn)向和減速提供動(dòng)力，既要能夠在動(dòng)力電池電壓下工作，當(dāng)主電壓母線受到影響時(shí)，EPS需要在30 _VDC(MIN)電壓的情況下也能夠繼續(xù)工作。 當(dāng)然，EPS在設(shè)計(jì)過程中也需要滿足功能安全概念設(shè)計(jì)，比如防止電機(jī)產(chǎn)生自主扭矩，防止電機(jī)產(chǎn)生死鎖扭矩，以及防止電機(jī)不提供動(dòng)力等等，以上這些對(duì)元器件的穩(wěn)定性和可靠性提出了很高的要求。 適用于EPS的InnoSwitch3-AQ可以幫助設(shè)計(jì)者應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。InnoSwitch3-AQ反激式開關(guān)IC從高壓直流母線取電，為驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制和牽引控制器提供供電，能夠支持超寬輸入范圍：30至550V或30至925V母線電壓。
  

• 驅(qū)動(dòng)和保護(hù)

• 助力基于SiC模塊的逆變器

上面已經(jīng)提到，采用基于SiC模塊的牽引逆變器對(duì)于電動(dòng)汽車而言是未來的大趨勢(shì)，Power Integrations為此提供了多方位的支持。除了InnoSwitch3-AQ，演講中王強(qiáng)還提到了SiC MOSFET門極驅(qū)動(dòng)器以及過壓保護(hù)和di/dt控制“AROC”。
SCALE-iDriver是適用于IGBT和SiC MOSFET的純電動(dòng)汽車(BEV)和插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV)門極驅(qū)動(dòng)器解決方案，已通過AEC-Q100認(rèn)證1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并符合LV123標(biāo)準(zhǔn)。

其中，SIC1181KQ和SIC1182KQ是適用于BEV和PHEV牽引逆變器的SiC MOSFET門極驅(qū)動(dòng)器，前者適合350V/400V電池，后者適合800V電池。

• 漏極-源極過壓保護(hù)
  
• 通過電阻串實(shí)現(xiàn)超快短路保護(hù) - 典型短路響應(yīng)時(shí)間<2μs
  
• 針對(duì)集成電流檢測(cè)/鏡像功能的SiC MOSFET，可實(shí)現(xiàn)過流關(guān)斷
  
• 原方和副方欠壓保護(hù)(UVLO)

【SIC118xKQ驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)】

【有無(wú)“AROC”對(duì)比】

【圖為在中國(guó)國(guó)際汽車電子高峰論壇期間觀眾參觀PI展臺(tái)并和PI技術(shù)人員交流】

總結(jié)