TI閘極驅動器減少SiC牽引逆變器功率損耗/熱散逸

2022 年 08 月 15 日

隨著電動車(EV)製造商之間為了開發成本更低、續航里程更長的車型所進行的競爭日益激烈,電力系統工程師必須設法藉由降低功率損耗和提高牽引逆變器系統效率,來提升續航里程並增加競爭優勢。效率與較低的功率損耗有關,而這會影響熱性能、系統重量、尺寸和成本。降低功率損耗的需求將隨著開發功率更高的逆變器而持續存在,尤其是在這每輛汽車的馬達數量增加以及卡車轉向純電動車發展的現況下。

牽引逆變器長久以來使用絕緣柵雙極電晶體(IGBT)。不過,隨著半導體技術進步,碳化矽(SiC)金屬氧化物半導體場效應電晶體 (MOSFET)不僅能夠提供比 IGBT更高頻率的開關能力,還能透過降低電阻和開關損耗來提高效率,同時增加功率和電流密度。在 EV 牽引逆變器中驅動 SiC MOSFET,尤其對於功率 >100 kW 和 800 V的匯流排,需要具備可靠絕緣技術、高驅動強度以及故障監控和防護功能的絕緣式閘極驅動器。德州儀器(TI)的UCC5870-Q1和UCC5871-Q1是高電流、符合TI功能安全標準的30A閘極驅動器,其具有基本型或強化型絕緣,以及用於與微控制器進行故障通訊的序列週邊設備介面數位匯流排。

隨著EV牽引逆變器的功率增加到150kW以上,選擇透過米勒平台達到最大電流強度的絕緣式閘極驅動器可以降低SiC MOSFET 功率損耗並加快開關頻率,藉以提高效率,確實改善新的EV模型驅動範圍。符合TI功能安全標準的UCC5870-Q1和UCC5871-Q1 30-A閘極驅動器隨附有助於實作的許多設計支援工具。

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