得益于電池技術(shù)的不斷進(jìn)步以及整車系統(tǒng)優(yōu)化和智能化控制,，如今電動汽車的行駛里程已經(jīng)有了十足的提升,，目前純電動汽車最多可以跑大約700公里（部分車型配置甚至更高），但充電畢竟不像加油那么“痛快”,，相關(guān)企業(yè)在延長行駛里程方面的努力不曾停止,。
在電動汽車中,，牽引逆變器（Traction Inverter）是電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，通常會裝在車尾,，它通過將電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電,、控制電機(jī)的輸出、對整車系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化等方式,，實(shí)現(xiàn)電動汽車的驅(qū)動和系統(tǒng)優(yōu)化,。牽引逆變器的效率和性能直接影響電動汽車單次充電后的行駛里程。
在電動汽車高電壓電源轉(zhuǎn)換以及電驅(qū)動設(shè)計(jì)中,，設(shè)計(jì)者常常面臨四大挑戰(zhàn)：第一,，設(shè)計(jì)更高效的牽引逆變器；第二,，提高功率密度,；第三，設(shè)計(jì)高可靠性的系統(tǒng),；第四,，降低系統(tǒng)復(fù)雜度。
“UCC5880-Q1增強(qiáng)型隔離柵極驅(qū)動器 可以解決以上四個(gè)挑戰(zhàn),?！?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/德州儀器" target="_blank">德州儀器混動汽車/電動汽車部門總經(jīng)理吳萬邦 (Mark Ng)表示，“使用 UCC5880-Q1 的可調(diào)驅(qū)動技術(shù),，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)工況提高牽引逆變器的整體效率,；產(chǎn)品的高集成度還可以幫助客戶降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度，并提高系統(tǒng)功率密度,。同時(shí),，芯片符合功能安全 ASIL-D 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可以很大地提升系統(tǒng)的可靠性,?！?/p>
（圖源：TI公司）
更大限度地延長電動汽車行駛里程
對設(shè)計(jì)人員來說，牽引逆變器需要有更大的功率,，還需要實(shí)現(xiàn)安全,、可靠和高效,。市面上,，牽引逆變器產(chǎn)品的效率已經(jīng)達(dá)到了 90% 以上，繼續(xù)優(yōu)化是比較困難的,，因?yàn)楦邏旱脑O(shè)計(jì)需求和新半導(dǎo)體器件的使用,，會帶來產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更迭和散熱限制等挑戰(zhàn)。據(jù)吳萬邦介紹,，使用德州儀器的器件優(yōu)化系統(tǒng)后,，預(yù)估牽引逆變器的運(yùn)行效率可以提升約 2%,。
UCC5880-Q1 是一款最大 20A 的 SiC ，具有多種保護(hù)功能,，適用于汽車應(yīng)用中的牽引逆變器,。其柵極驅(qū)動強(qiáng)度介于 5A 至 20A 之間，并且可通過一個(gè) 4MHz 雙向串行外設(shè)接口SPI總線或三個(gè)數(shù)字輸入引腳進(jìn)行調(diào)整,。圖 4 展示了實(shí)現(xiàn)可變柵極驅(qū)動強(qiáng)度的雙分離輸出的實(shí)現(xiàn)方案,。
UCC5880-Q1 的雙路輸出分離柵極驅(qū)動結(jié)構(gòu)（圖源：TI公司）
通過以 20 A 到 5 A 的幅度實(shí)時(shí)改變柵極驅(qū)動強(qiáng)度，設(shè)計(jì)人員可以使用 UCC5880-Q1 柵極驅(qū)動器更大限度地減少 SiC 開關(guān)功率損耗,，將系統(tǒng)效率提高多達(dá) 2%,，從而將每次電動汽車充電后的行駛里程延長多達(dá) 11公里。對于每周為車輛充電三次的電動汽車用戶來說,，年行駛里程可延長 1 600 多公里,。
此外，UCC5880-Q1還符合 ISO 26262 功能安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),，可以支持設(shè)計(jì)人員更快速,、更安全、更高效地設(shè)計(jì)牽引逆變器系統(tǒng),。
目前汽車級UCC5880-Q1 現(xiàn)支持預(yù)量產(chǎn),，芯片采用 10.5mm x 7.5mm 32 引腳 Shrink Small-Outline Package (SSOP) 封裝，TI官網(wǎng)還提供技術(shù)文章并可申請?jiān)u估板,。
據(jù)悉,，UCC5880-Q1現(xiàn)已有合作的項(xiàng)目是全球頭部的車廠和 Tier1，國內(nèi)也有客戶已經(jīng)開展合作,，項(xiàng)目落實(shí)會在芯片正式量產(chǎn)之后,。
面向系統(tǒng)提供整體解決方案
針對牽引逆變器趨勢，TI可以面向系統(tǒng)提供整體的解決方案,。除了隔離式柵極驅(qū)動器,，還包括 ASIL-D 的 MCU、C2000? 實(shí)時(shí)控制器,、反激式控制器,；針對分布式輔電等未來趨勢，TI還有全集成式的輔助供電模塊,、隔離電壓/電流檢測采樣,、隔離電源檢測等。
面向整個(gè)系統(tǒng)引領(lǐng)市場的創(chuàng)新型 IP 開發(fā)（圖源：TI公司）
吳萬邦表示,，TI 不只提供芯片級解決方案,，還提供整套系統(tǒng)解決方案。TI和碳化硅模塊供應(yīng)商 Wolfspeed 一起合作設(shè)計(jì)了一個(gè)800V/300kW的碳化硅牽引逆變器參考設(shè)計(jì),。除了原理圖和 PCB 布線,，TI還提供實(shí)物可供客戶評估,。這套系統(tǒng)的很多功能，包括柵極驅(qū)動,、輔助供電,、隔離供電、MCU,，都是使用 TI 的芯片方案來完成設(shè)計(jì)的,。
800V/300kW SiC 電動汽車牽引逆變器參考設(shè)計(jì)（圖源：TI公司）
投資高壓電源技術(shù)
TI 同時(shí)也在投資高壓電源技術(shù)。在電動汽車中,，高電壓技術(shù)不只會用在牽引逆變器中,，還會用在車載充電器 OBC 和高壓轉(zhuǎn)低壓的 DC/DC 中。該技術(shù)涵蓋氮化鎵,、隔離式柵極驅(qū)動器,、輔助電源模塊、C2000 實(shí)時(shí)控制器四類產(chǎn)品,。
TI 正在投資研發(fā)高電壓電源轉(zhuǎn)換技術(shù)（圖源：TI公司）
TI 在高壓技術(shù)領(lǐng)域有三個(gè)目標(biāo),。第一，通過半導(dǎo)體器件的創(chuàng)新,，幫助用戶更大限度地減少開關(guān)損耗,；第二，通過小體積設(shè)計(jì),，包括簡化外圍器件,，幫助用戶提高功率密度；第三,，通過技術(shù)創(chuàng)新,，更大限度提高功率管的開關(guān)速度，并增強(qiáng)驅(qū)動強(qiáng)度,。
吳萬邦透露,，TI 在高壓半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域的投入非常大。TI內(nèi)部有一條很大高壓技術(shù)產(chǎn)品線,。TI的高壓技術(shù)不僅應(yīng)用在汽車中,，還應(yīng)用在很多工業(yè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)中，包括高壓伺服和大功率逆變器,。未來,，TI會持續(xù)投入高壓技術(shù)，在隔離,、驅(qū)動等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品拓展,。