InnoSwitch3-AQ 代表了反激式控制器的最高集成度，使汽車電源具有最少的組件數(shù)量和最小的 PCB 面積。該器件的高效率使其很容易滿足汽車行業(yè)苛刻的熱要求。

Power Integrations 的新型 InnoSwitch?3-AQ 采用表面貼裝 InSOP 封裝，是一款符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)的反激式開關(guān)，具有集成的 750V MOSFET 和次級感應(yīng)。新的汽車認(rèn)證器件系列適用于汽車 EV 應(yīng)用，例如牽引逆變器、OBC（車載電池充電器）、EMS（電源管理 DC/DC 總線轉(zhuǎn)換器）和 BMS（電池管理系統(tǒng)）。

電動汽車由一系列功能塊組成，如圖1所示，特別是圖中橙色塊是推動汽車并驅(qū)動電動機(jī)的推進(jìn)逆變器。優(yōu)化的柵極驅(qū)動器解決方案基于 SiC 和 IGBT。新的國際 ISO 26262 標(biāo)準(zhǔn)要求車輛設(shè)計成功能性和安全性。因此，功能安全要求電動汽車即使在故障情況下也能安全使用。

圖 1：汽車電子模塊

“緊急電源 （EPS） 提供電源以在出現(xiàn)輔助時安全轉(zhuǎn)向和減速車輛。電池故障。Power Integrations 高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理 Edward Ong 表示，它在高壓電池軌上運行，即使主電壓總線受損也能支持運行。

用于 EPS 的 InnoSwitch3-AQ 從 HV 總線獲取電源。它為驅(qū)動電機(jī)控制和牽引控制器提供電源，并支持 30 至 400 V總線的超寬輸入范圍 （圖 2）。

圖 2：400 / 800 V 總線的應(yīng)急電源

“圖 2 中的應(yīng)急電源旨在在 12 伏電池沒電的情況下提供持續(xù)供電。因此，它必須在 30 到 500 VDC 的寬工作電壓范圍內(nèi)工作。原因是 IEC 標(biāo)準(zhǔn)斷言任何大于 60 伏直流電的東西都被認(rèn)為是危險的。那么，結(jié)果是，為了讓技術(shù)人員能夠安全地訪問系統(tǒng)，必須將總線電壓放電到 60V 以下。它可以低至 40V 或 50V – 30V 增加了更多裕量。這種應(yīng)急電源，也稱為備用電源，是滿足所有推進(jìn)逆變器功能安全的必要條件，”O(jiān)ng 說。

InnoSwitch3-AQ; 在 30 V 至 550 V DC 輸入范圍內(nèi)高效運行。它使用 Power Integrations 發(fā)明的 FluxLink? 高速通信技術(shù)作為初級側(cè)和次級側(cè)之間的磁耦合，這意味著不需要光耦合器。

FluxLink 技術(shù)即使在瞬態(tài)壓力測試期間也能保持輸出電壓調(diào)節(jié)，這對于基于 PSR 的實施來說尤其具有挑戰(zhàn)性。集成的 750 V MOSFET 滿足嚴(yán)格的汽車降額要求，片上同步整流控制器可在 400 VDC 標(biāo)稱輸入電壓下提供超過 90% 的效率。FluxLink 為組合線路和負(fù)載調(diào)節(jié)提供 ±3% 的精度，無需專用絕緣變壓器感測繞組和光耦合器。

“在汽車領(lǐng)域，由于耦合器的老化效應(yīng)導(dǎo)致性能下降，因此不使用光耦合器。因此，所有汽車電源幾乎都不使用光耦合器，而 Fluxlink 允許我們?nèi)∠怦詈掀?，同時實現(xiàn)非常準(zhǔn)確的輸出調(diào)節(jié)和非?？斓呢?fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，”O(jiān)ng 說。

圖 3：InnoSwitch3-AQ 的功能圖

Power Integrations 提供了一個參考設(shè)計來加速設(shè)計過程。DER-840Q：30 W 應(yīng)急電源，具有 30 VDC 至 550 VDC 的寬輸入范圍和 12 VDC 輸出，可選擇使用 SR FET 或 Qspeed 汽車合格整流二極管。此選項可提高熱性能和效率，以用于環(huán)境溫度可達(dá)到 80 °C 以上的不同操作條件。DER-859Q 是與 StackFET? 類似的設(shè)計——支持高達(dá) 925 VDC（圖 4）

圖 4：DER-859Q：INN3977CQ + 400 V StackFET為 925 VDC提供 78% V DS（MAX）降額

“不同的客戶需要不同的應(yīng)急電源輸出電壓。這就是為什么我們以一種您可以輕松配置的方式制作它”，Ong 說。

Power Integrations 為 EV 以及其他應(yīng)用推出的新產(chǎn)品是 LinkSwitch?-TN2 汽車認(rèn)證系列。與 InnoSwitch 系列不同，這些器件支持降壓、降壓-升壓和反激式轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，無需使用光耦合器即可確?？煽啃?，并且在待機(jī)狀態(tài)下功耗極低。

“該設(shè)備能夠在 60 VDC 至 550 VDC 的范圍內(nèi)運行，這非常適合 400 伏總線，在降壓配置中，它可以提供高達(dá) 360 毫安的電流，這對于氣候控制應(yīng)用來說已經(jīng)足夠了，例如。它還具有 3 mm 的漏源間距，這有助于提高距離要求，”O(jiān)ng 說。

圖 5：LinkSwitch 的電路應(yīng)用

每個器件都集成了一個 750 V 功率 MOSFET、振蕩器、開/關(guān)控制、用于 IC 自供電的高壓開關(guān)電流源、頻率抖動、快速電流限制（逐周期）、遲滯熱關(guān)斷以及輸出和過壓保護(hù)電路單片集成電路。

審核編輯：郭婷