隨著轎車電氣化,智能化的持續(xù)推進(jìn),轎車中的電子產(chǎn)品越來(lái)越多,在ISO26262標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中,對(duì)道路車輛的功能安全做了嚴(yán)格要求,那就是在任何故障情況下,都要能夠保證系統(tǒng)的安全可靠。
因此,汽車除了有主電源、輔助電池外,還必須要有應(yīng)急電源(EPS),以保證在轎車輔助電池失效情況下,為車輛安全轉(zhuǎn)向和減速提供動(dòng)力。而且這個(gè)應(yīng)急電源不僅要在高壓電池軌電壓下可以工作,也要保證在低壓的30V主電壓母線情況下,也能繼續(xù)工作。
為了應(yīng)對(duì)此情況,Power Integrations(簡(jiǎn)稱PI)于近期推出了專門(mén)適合此應(yīng)用的一款反激式開(kāi)關(guān)芯片InnoSwitch3-AQ,該芯片支持400V或者800V的母線供電,輸入電壓范圍為30V~400V,可以為驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制和牽引控制器提供供電。重要的是該芯片已經(jīng)通過(guò)了AEC-Q100認(rèn)證。
該芯片還集成了750 V MOSFET可滿足嚴(yán)格的汽車降額要求,片上同步整流控制器在標(biāo)稱400 VDC輸入電壓下可提供90%以上的效率。
他指出,優(yōu)化后的InnoSwitch3-AQ設(shè)計(jì)可在整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)小于10 mW的空載能耗。InnoSwitch3-AQ系列IC采用表面貼裝式InSOP封裝,其初級(jí)至次級(jí)爬電距離為11 mm,超過(guò)了高海拔(5000米以上)絕緣的嚴(yán)格要求。
此外,閻教授還特意強(qiáng)調(diào),InnoSwitch3-AQ經(jīng)過(guò)了AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,而且生產(chǎn)該芯片的晶圓廠和裝配廠均已通過(guò)了IATF16949認(rèn)證。值得一提的是,PI非常注重品質(zhì)問(wèn)題,InnoSwitch3-AQ的故障率小于0.02PPM。
由于InnoSwitch3-AQ內(nèi)部集成了750V MOSFET,因此可用于400V母線電壓的應(yīng)用,在典型應(yīng)用中可以提供80%的降額。
閻教授還進(jìn)一步指出,其實(shí)InnoSwitch3-AQ也適合800V的電壓軌應(yīng)用,不過(guò)需要選擇StackFET模式來(lái)做。
他解釋說(shuō),StackFET方法就是在初級(jí)測(cè)疊加另外一個(gè)MOSFET,串聯(lián)后,電壓就是串聯(lián)的MOSFET的電壓加上InnoSwitch3上的電壓,這樣就可以增加耐壓了,也就是說(shuō)能夠很好地應(yīng)對(duì)800V母線電壓的需求。
閻教授還談到了使用StackFET方法的另一個(gè)好處,那就是增加一個(gè)MOSFET后,還可以在器件之間分擔(dān)散熱。
閻教授還介紹了PI的一個(gè)30W應(yīng)急電源參考設(shè)計(jì)DER-840,該參考方案的輸入范圍是30VDC至550VDC,輸出是12V。
“在輸出端可以采用同步整流,也可以用普通的二極管整流。如果使用普通的二極管整流,可以采用PI的Qspeed汽車級(jí)整流二極管。我們的Qspeed是類似于SiC特性的二極管,但成本要便宜很多?!遍惤淌诒硎?。
選擇同步整流,還是二極管整流,主要還是看客戶的需求,一般來(lái)說(shuō)二極管整流更具成本優(yōu)勢(shì),同步整流更加高效。
除了InnoSwitch3-AQ,PI還介紹了另外兩款產(chǎn)品LinkSwitch-TN2Q和SCALE-iDriver,其中LinkSwitch-TN2Q適合于轎車隔離和非隔離電源。輸入范圍為60至550VDC;也通過(guò)了轎車級(jí)AEC-Q100認(rèn)證;漏源間距大于3mm,滿足2kV防靜電要求;所需要的元件數(shù)量少。
SCALE-iDriver則是為汽車應(yīng)用中的SiC MOSFET提供驅(qū)動(dòng)的。該芯片峰值門(mén)極輸出電流是±8A;短路時(shí)關(guān)斷速度非??欤∮?微秒;開(kāi)關(guān)頻率最高可達(dá)150kHz;同樣也通過(guò)了AEC-Q100認(rèn)證。
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