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InnoSwitch 3-AQ架起汽车动力核心的安全屏障

发布时间:2021-05-08 发布时间:
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电动汽车的保有量逐年提高,带来了汽车动力总成系统的新挑战——如何提高牵引逆变器的效率。因为电池供给直流电,牵引电机需要交流电,直流转交流的逆变器成为动力系统的核心。

确保牵引逆变器一直安全在线运行是电动汽车设计中重要的一环。在紧急情况下,为了让其能继续供电,就需要增加一个应急电源,这就是InnoSwitch3-AQ系列设计的初衷。

FluxLink耦合技术是PI公司的明星技术,InnoSwitch3-AQ系列同样沿用,因此可在无需专用隔离变压器检测绕组和光耦的情况下,实现±3%的高精度输入电压和负载综合调整率。FluxLink技术即使在瞬态应力测试下也能保持输出电压稳压,这对于基于PSR的方案而言尤其具有挑战性。在汽车应用当中很多设计师在考虑电源方案时通常尽量避免采用光耦进行反馈,因汽车应用的高温环境,随着电源使用寿命的增加,光耦的反馈也会相应的受到影响。而PI的FluxLink技术可以避免此类情况的发生,增加电源的可靠性。

InnoSwitch3-AQ故障率小于0.02PPM,它采用表面贴装式InSOP封装,其初级至次级爬电距离为11 mm,超过了高海拔(5000米以上)绝缘的严格要求,提供了更高的可靠性。

InnoSwitch3-AQ集成的750V MOSFET可满足严格的汽车降额要求,片上同步整流控制器在标称400 VDC输入电压下可提供90%以上的效率。优化后的InnoSwitch3-AQ设计可在整个输入电压范围内实现小于10mW的空载能耗。其可以工作于125度环境温度的特性,可以满足电动汽车高温环境的使用需要。而最大35W的输出功率能力也可涵盖汽车应急电源的所有功率范围。

据Power Integrations 公司的资深技术培训经理阎金光介绍,InnoSwitch3-AQ是从高压直流母线取电,能够为驱动电机控制和牵引控制器提供供电,并支持30V到400V母线的超宽输入范围,这就使得即使应急电源的电压很低,也能保证有12V的输出。这样就增加系统的可靠性。

作为汽车配套芯片,InnoSwitch3-AQ已完全通过AEC-Q100认证,而AEC-Q100是针对IC的认证,汽车应用的芯片必须通过这个认证。

阎金光表示,2016年起,PI就开始出货符合AEC标准的产品,晶圆厂和装配厂均已通过IATF16949认证,并且符合FMEA要求。

为了帮助工程师尽快开展这颗IC的设计工作,PI推出了相应的参考设计,RDR-840Q参考设计展示了这款电源在30VDC至550 VDC输入范围内的启动、关断和高效工作,以及快速动态响应和各种安全和保护功能。

对于800V母线电压,可以采用StackFET,StackFET是PI公司最先使用的一种应对高压应用的设计。DER-859Q参考设计就是采用StackFET的类似设计,可以支持最高925 VDC母线电压。

据悉,InnoSwitch3-AQ IC采用InSOP-24D封装。新器件现已开始供货,以10,000片为单位订货,单价为2.75美元。


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