作為一家專注于高壓電源管理及控制領(lǐng)域的高性能電子元器件及電源方案的供應(yīng)商,，總部位于美國硅谷的PI公司所推出的集成電路和二極管能夠為包括移動設(shè)備,、家電,、智能電表、LED燈以及工業(yè)應(yīng)用在內(nèi)的的眾多電子產(chǎn)品設(shè)計出小巧緊湊的高能效AC-DC電源,。尤其是在消費(fèi)電子市場,，PI的表現(xiàn)更是有目共睹。
但PI并不故步自封,。在日前舉報的一場媒體會上,，PI資深技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理閻金光告訴記者：“正是因為公司在消費(fèi)電子市場取得了如此驕人的成績，這就讓公司對芯片研發(fā),、芯片可靠性以及芯片的供應(yīng)有了充分的信心,，而這恰好正是汽車芯片所必須的?！?/p>
基于這樣的深厚積累,，PI在看到新能源汽車芯片市場爆發(fā)的機(jī)遇以后，便迅速轉(zhuǎn)入其中,，并推出了極具競爭力的產(chǎn)品,。
電壓越來越高的汽車
在汽車市場，過去幾年找不到一個比“新能源”更熱的關(guān)鍵詞,。誠然,，因為對綠色節(jié)能的要求，電動汽車在過去幾年飛速發(fā)展,，在這個過程中,，架構(gòu)和技術(shù)不斷更新，如在母線電壓方面,，就越來越高,，這主要是為了進(jìn)一步提升電動汽車的體驗,。
眾所周知，在功率不變的前提下,，如果把電壓提升，功率不變的前提下,，那么電流就會降低,。將其應(yīng)用到新能源汽車的電驅(qū)系統(tǒng)里，就會降低整體系統(tǒng)損耗,，提供更高的驅(qū)動功率,、提高電池組充電速度，還可以降低導(dǎo)線重量,，使用更輕更細(xì)的線材,。所以行業(yè)就逐漸把新能源汽車母線電壓抬高。但正如閻金光所說,，這無疑又將給汽車設(shè)計帶來新的挑戰(zhàn),，車用應(yīng)急電源就是其中的一個。要了解這個問題,，我們就要知曉新能源汽車的供電組成,。
據(jù)介紹，在電動汽車的牽引逆變器中,，供電分為12V低壓電源和400/800V高壓供電,。其中高壓供電送至牽引逆變器，進(jìn)行DC-AC逆變,，產(chǎn)生三相交流電,，驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)。至于我們這里談的應(yīng)急電源,，是遵循ISO 26262對牽引逆變器的安全要求而做的設(shè)計,。牽引逆變器正常工作時由12V電池供電，當(dāng)12V電池故障時,，需要由應(yīng)急電源供電,，并實現(xiàn)故障響應(yīng)以確保安全。應(yīng)急電源需要在30-1050V的寬輸入電壓下工作,，以滿足主動控制和滿電電池以及電機(jī)再生的高電壓,。
但正如前文所說，隨著母線電壓的提升,，應(yīng)用于應(yīng)急電源設(shè)計的開關(guān)管面臨越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),。“一方面,，方案需要滿足更高母線電壓的輸入要求,；另一方面,，還要保證在30v dc電壓的時候也能夠正常工作，同時還需要考慮功能性安全,?！遍惤鸸飧嬖V記者。
面對這種趨勢,，PI就推出了其適合于600V - 1200V電動汽車母線系統(tǒng)的新款1.7kV InnoSwitch3-AQ芯片,。
高集成度的開關(guān)芯片
閻金光表示，PI這款產(chǎn)品是唯一一款通過AEC-Q100認(rèn)證且高度集成的1.7kV開關(guān)IC,。
他指出,，新添兩款符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)、額定電壓為1700V的IC是業(yè)界首款采用碳化硅（SiC）初級開關(guān)MOSFET的汽車級開關(guān)電源IC,。新IC可提供高達(dá)70W的輸出功率,，主要用于600V和800V純電池和燃料電池乘用車，以及電動巴士,、卡車和各種工業(yè)電源應(yīng)用,。
資料顯示，新IC采用緊湊的InSOP?-24D封裝,，使用FluxLink?反饋鏈路,，可以為次級側(cè)控制提供高達(dá)5000伏有效值電壓的加強(qiáng)絕緣。FluxLink技術(shù)可直接檢測輸出電壓,，其優(yōu)勢在于可提供高精度的控制以及極其快速的動態(tài)響應(yīng)特性,。在無需借助外部電路的情況下，電源在30V輸入電壓下即可工作,，這對滿足功能安全的要求至關(guān)重要,。其他保護(hù)功能包括輸入欠壓保護(hù)、輸出過壓保護(hù)和過流限制,。
新器件內(nèi)部還集成同步整流和準(zhǔn)諧振（QR）/CCM反激式控制器,，可實現(xiàn)90%以上的效率，輕松滿足最嚴(yán)格的OEM廠商要求,。采用此方案的電源空載功耗可低于15mW,，可以降低電池管理系統(tǒng)當(dāng)中電池的自放電。
因為其高度集成的設(shè)計,，新款I(lǐng)nnoSwitch IC可將電源的元件數(shù)量減少多達(dá)50%,，從而節(jié)省大量電路板空間、增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性并緩解元器件采購所面臨的挑戰(zhàn),。
Power Integrations汽車業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Peter Vaugha則表示：“800V電池正在成為電動汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置,。多個車輛系統(tǒng)連接到這個強(qiáng)大的電源，但精巧的電子控制電路只需要幾伏電壓即可進(jìn)行工作和通信,。使用InnoSwitch器件的電路可以使用很小的電路板面積,，安全地從主母線上汲取少許能量供控制電路使用,，而不會造成能量的浪費(fèi)。最值得一提的是,，新器件還可以大幅簡化主牽引逆變器的應(yīng)急電源的設(shè)計,。應(yīng)急電源需要隨時準(zhǔn)備著在30V和1000V之間的任何電壓下工作。我們基于SiC的InnoSwitch3-AQ器件可以輕松應(yīng)對如此廣泛的工作電壓范圍,?！?/p>
