（文/程文智）這幾年電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展異?；馃幔N(xiāo)量是節(jié)節(jié)攀升，其續(xù)航能力也在不斷取得突破。但里程焦慮還沒(méi)有徹底解決，為了應(yīng)對(duì)該問(wèn)題，汽車(chē)廠商開(kāi)始采用大電池和快速充電解決方案。

為了提高充電速度，不少汽車(chē)廠商把出路放在了800V高壓平臺(tái)上，特別是保時(shí)捷Taycan搭載了800V快充技術(shù)后，國(guó)內(nèi)不少車(chē)企也開(kāi)始將800V高壓平臺(tái)車(chē)型作為了未來(lái)布局的重點(diǎn)。在2021年，國(guó)內(nèi)就有車(chē)企和相關(guān)企業(yè)發(fā)布了800V高壓平臺(tái)規(guī)劃，比如比亞迪、華為、小鵬、極氪、嵐圖、廣汽埃安、理想、領(lǐng)跑等。根據(jù)公開(kāi)披露的信息，2022年市面上將會(huì)有不低于10款車(chē)型會(huì)采用800V高壓快充技術(shù)。

從目前的400V高壓平臺(tái)升級(jí)到800V高壓平臺(tái)，意味著整車(chē)的電氣架構(gòu)都要基于新的高壓平臺(tái)重新設(shè)計(jì)，所使用的元器件也需要相應(yīng)升級(jí)。PI 資深技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理閻金光表示，PI看到了電動(dòng)車(chē)的這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，因此在近期推出了全新的InnoSwitch3-AQ產(chǎn)品，該產(chǎn)品采用碳化硅（SiC）初級(jí)開(kāi)關(guān)MOSFET的汽車(chē)級(jí)開(kāi)關(guān)電源IC，將耐壓值提高到了1700V，可提供70W的輸出功率，主要用于600V和800V純電池和燃料電池乘用車(chē)，以及電動(dòng)巴士、卡車(chē)和各種工業(yè)電源應(yīng)用。

800V高壓平臺(tái)受青睞，未來(lái)更有可能是1000V以上

在閻金光看來(lái)，800V的高壓平臺(tái)并不是終點(diǎn)，未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的母線(xiàn)電壓有可能是1000V以上，“同樣的功率下，提高母線(xiàn)電壓，就可以將電流做小，而減小電流就意味著降低了電路損耗。而且更小的電流可以使用更細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)，有利于降低整車(chē)的體積和重量，從而變相增加了電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航。”

他舉例說(shuō)，與400V母線(xiàn)電壓相比，采用900V母線(xiàn)電壓產(chǎn)生的熱量損耗僅為原來(lái)的1/5，大大提升了電動(dòng)汽車(chē)的效率。

另外，提高目前電壓，也可以大幅縮短電池的充電時(shí)間。閻金光指出，一年半之前的預(yù)測(cè)顯示，大概有20%的車(chē)會(huì)改為900V母線(xiàn)電壓，現(xiàn)在已經(jīng)大概有50%甚至以上的新車(chē)型都在采用900V的母線(xiàn)電壓。以后的趨勢(shì)甚至?xí)?000V到1200V母線(xiàn)電壓的電動(dòng)汽車(chē)上市。

新的InnoSwitch3-AQ的優(yōu)勢(shì)

InnoSwitch3-AQ在2020年就已經(jīng)推出，當(dāng)時(shí)支持400V或者800V的母線(xiàn)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。而且內(nèi)部集成的是硅基MOSFET，耐壓值是750V。

如今集成了1700V碳化硅MOSFET的全新InnoSwitch3-AQ采用了超薄InSOP-24D封裝，使用FluxLink反饋鏈路，可以為次級(jí)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(cè)輸出電壓，其優(yōu)勢(shì)在于可提供高精度的控制以及極其快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。在無(wú)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(duì)滿(mǎn)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(guò)壓保護(hù)和過(guò)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(shí)現(xiàn)90%以上的效率，輕松滿(mǎn)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。

以前，集成750V MOSFET的InnoSwitch3-AQ雖然也適合800V的電壓軌應(yīng)用，但需要選擇StackFET模式來(lái)實(shí)現(xiàn)。如今新的1700V耐壓InnoSwitch3-AQ將不再需要StackFET電路架構(gòu)了，電路將會(huì)更加簡(jiǎn)單。據(jù)閻金光介紹，采用全新的集成了SiC MOSFET的InnoSwitch3-AQ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(gòu)所面臨的挑戰(zhàn)。

結(jié)語(yǔ)

從消費(fèi)類(lèi)進(jìn)入汽車(chē)領(lǐng)域，總要經(jīng)歷一個(gè)客戶(hù)認(rèn)可的過(guò)程，PI也不例外。閻金光分享說(shuō)，開(kāi)始電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)廠商客戶(hù)剛拿到他們的Demo板時(shí)，都不太相信有這樣的方案，但做了測(cè)試之后，終于認(rèn)可了他們的解決方案，且有相見(jiàn)恨晚的感覺(jué)。因?yàn)樵谑袌?chǎng)上很少有既有高耐壓的MOS管，又做到次級(jí)側(cè)SSR穩(wěn)壓調(diào)整的產(chǎn)品?，F(xiàn)在，用兩個(gè)額定耐壓1700V的新型號(hào)器件就可以輸出50W和70W不同應(yīng)急電源功率。加上，PI以前推出的750V和900V的InnoSwitch3-AQ系列產(chǎn)品，現(xiàn)在PI可以涵蓋所有電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)電壓，無(wú)論是400V、800V或?qū)?lái)的1200V、1500V母線(xiàn)電壓。

當(dāng)然，InnoSwitch3-AQ 1700V器件也適用于工業(yè)類(lèi)應(yīng)用，以集成解決方案取代分立的控制器加MOSFET設(shè)計(jì)，節(jié)省空間、時(shí)間和成本，同時(shí)提高可再生能源、工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電池儲(chǔ)能和電表等應(yīng)用的可靠性。