牵引逆变器帮助纯电动汽车(BEV)插电式混合动力汽车(PHEV)实现能量转换和传输的重要装置，其运行稳定性直接影响电动汽车的动力输出和电池寿命。

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2020年11月30日，在中国国际汽车电子高峰论坛上，Power Integrations大功率FRichtek代理AE经理王强作了主题演讲——提高牵引逆变器的安全性和可靠性IC解决方案重点介绍如何借助Power Integrations的IC解决方案创建更安全可靠的电动汽车牵引逆变器。

中国国际汽车电子峰会论坛由上海科技协会、中国（上海）自由贸易试验区临港新区管理委员会主办，ASPENCORE合办邀请了整车厂商，Tier 行业专家，如零部件供应商、汽车半导体制造商和智能驾驶开发商，共同讨论了汽车电子设计、供应链、测试和质量控制等热门话题。

从IGBT到SiC MOSFET支持更高的母线电压

目前，电动汽车的发展方向与用户需求相同，即充电速度更快，电池寿命更长。电动汽车的母线电压从普通的400开始V转向电动巴士使用的800V，甚至更高的925V，以实现：

●充电速度更快

●电缆中的电流较小

●动力系统重量轻，散热少

在此过程中，传统牵引逆变器在效率、耐久性、成本和安全性方面遇到了瓶颈。王强说：逆变器的传动系统开始转向SiC使用功率器件SiC替换旧的模块IGBT该模块支持更高的母线高压，从而帮助电动汽车的动力系统实现更高的功率密度，提高电池寿命。

当然，不管是基于什么IGBT模块，于模块SiC需要满足模块、牵引逆变器解决方案ISO 26262道路车辆功能安全国际标准，当车辆出现故障时，系统应保护用户。

应对ISO 26262要求InnoSwitch3-AQ提供极高的可靠性

王强指出，ISO 26262要求牵引逆变器使用EPS(电子助力转向系统)。EPS在辅助电池故障的情况下，当主电压母线受到影响时，为车辆安全转向和减速提供动力，既要能在动力电池电压下工作，EPS需要在30 VDC(MIN)也可以在电压下继续工作。

当然，EPS在设计过程中，还需要满足功能安全的概念设计，如防止电机产生独立扭矩、防止电机产生死锁扭矩、防止电机不提供动力等，对部件的稳定性和可靠性提出了很高的要求。

适用于EPS的InnoSwitch3-AQ帮助设计师应对这些挑战。InnoSwitch3-AQ反激式开关IC为驱动电机控制和牵引控制器提供电源，可支持超宽输入范围：30至550V或30至925V母线电压。

InnoSwitch3-AQ参考设计

InnoSwitch3-AQ采用Power Integrations的高速FluxLink耦合技术, 无需专用隔离变压器检测绕组和光耦，即可实现±3%高精度输入电压和负载综合调节率。集成的750 V MOSFET电影上的同步整流控制器可以满足严格的汽车制器标称400 VDC输入电压可提供90%以上的效率。同时，InnoSwitch3-AQ系列IC符合AEC-Q生产过程已通过100标准IATF16949认证为系统提供了完善的保护。

对于800V可选择和电压较高的母线应用StackFET。适用于30V-925V输入的30W外部电源DER-859Q就是采用tackFET类似的设计 V母线电压。

DER-859Q参考设计

驱动和保护助力基于SiC模块逆变器

上面提到的采用基于SiC电动汽车模块牵引逆变器是未来的大趋势，Power Integrations为此提供多方位支持。InnoSwitch3-AQ，王强在演讲中也提到了这一点SiC MOSFET门极驱动和过压保护di/dt控制“AROC”。

SCALE-iDriver是适用于IGBT和SiC MOSFET纯电动汽车(BEV)插电式混合动力汽车(PHEV)门极驱动解决方案已通过AEC-Q100认证一级标准，符合LV123标准。

其中，SIC1181KQ和SIC1182KQ是适用于BEV和PHEV牵引逆变器SiC MOSFET前者适用于350V/400V后者适用于8000V电池。

SIC1181KQ和SIC1182KQ都集成了FluxLink提供最高12000技术V最高开关频率为150kHz，峰值输出门极驱动电流±8A @TA = 125 °C，并提供完善的保护：

●漏极-源极过压保护

●超快短路保护通过电阻串实现 - 典型的短路响应时间<2μs

●集成电流检测/镜像功能SiC MOSFET，可实现流关断裂

●原方和副方欠压保护(UVLO)

SIC118xKQ驱动设计

在短路保护部分，王强专注于过压保护和di/dt控制“AROC”——Advanced Resistive Overvoltage Control(高级阻性过压控制)。

在实际应用中，驱动电阻必须增加，以应对短路。这种妥协的结果是，在部分/全负荷工作时，开关损耗过高。SIC1182K可优化门极电阻，最大限度地减少开关损耗，提高短路关闭的可靠性WLTP(全球轻型车测试规程)效率。

有无“AROC”对比

总结

随着电动汽车对充电效率和续航里程要求的不断提高，基于许多设计挑战，母线电压的上升是大势所趋SiC模块牵引逆变器是解决问题的魔棒Power Integrations要做的就是让它继续安全可靠。