2022年2月15日，Power Integrations召開(kāi)新品發(fā)布會(huì)，推出業(yè)界首款內(nèi)部集成1700V SiC MOSFET的汽車級(jí)高壓開(kāi)關(guān)IC——InnoSwitch3-AQ 1700V。新產(chǎn)品是業(yè)界首款采用碳化硅（SiC）初級(jí)開(kāi)關(guān)MOSFET的汽車級(jí)開(kāi)關(guān)電源IC，可提供高達(dá)70W的輸出功率，主要用于600V和800V純電池和燃料電池乘用車，以及電動(dòng)巴士、卡車和各種工業(yè)電源應(yīng)用。在ACDC消費(fèi)類應(yīng)用中積累了深厚經(jīng)驗(yàn)的Power Integrations，此次將目光聚焦到電動(dòng)汽車領(lǐng)域的ACDC應(yīng)用上。希望將其消費(fèi)類應(yīng)用中產(chǎn)品的高質(zhì)量、低失效率的優(yōu)勢(shì)延續(xù)到對(duì)可靠性有更高要求的電動(dòng)汽車應(yīng)用當(dāng)中。
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更高的母線電壓
隨著電動(dòng)汽車的普及程度越來(lái)越高，人們對(duì)電動(dòng)汽車的要求也越發(fā)嚴(yán)格，這就促使了電動(dòng)汽車內(nèi)部各項(xiàng)技術(shù)的不斷精進(jìn)。根據(jù)市場(chǎng)研究表明，電動(dòng)汽車的母線電壓未來(lái)趨勢(shì)是1kV以上。目前市面上消費(fèi)級(jí)電動(dòng)汽車電池電壓有將近一半使用900V母線電壓，在此之前的標(biāo)準(zhǔn)是400V電壓。在同等功率的情況下，提升母線電壓的同時(shí)能夠降低電流大小，從而減少電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)線帶來(lái)的損耗。對(duì)于電動(dòng)汽車整體來(lái)說(shuō)，更小的電流密度意味著能夠使用更細(xì)的導(dǎo)線，而不必犧牲電動(dòng)汽車的功率，對(duì)于降低整車的質(zhì)量和體積都有不小的幫助。根據(jù)測(cè)試對(duì)比，900V母線電壓與400V母線電壓相比，降低了1/5的熱量損耗，大幅提升了電池充電效率。
更廣泛的耐壓范圍
母線電壓的未來(lái)趨勢(shì)必定會(huì)越來(lái)越高，這就要求電動(dòng)汽車內(nèi)部應(yīng)急電源的開(kāi)關(guān)耐壓范圍進(jìn)一步提升，同時(shí)還要保證在30V直流電壓時(shí)能夠正常工作，因此Power Integrations推出了通過(guò)AEC-Q100認(rèn)證且高度集成的1.7kV開(kāi)關(guān)IC，可以滿足更高母線電壓輸入并兼顧低壓下輸出帶載功能。
電動(dòng)汽車剎車時(shí)會(huì)在直流母線兩端產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)，而且當(dāng)電動(dòng)汽車充電時(shí)母線兩端的充電電壓往往也會(huì)高于電池兩端電壓。這些情況表明，母線電壓的范圍至少要比實(shí)際電壓高出15%。同時(shí)在反激電源設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到輸出的反射電壓，按照一般設(shè)計(jì)比例會(huì)在最高電壓范圍上增加120V左右。再加上高壓開(kāi)關(guān)耐壓所需的降額要求，市面上標(biāo)稱900V母線電壓的應(yīng)用，往往需要使用滿足車規(guī)要求的1500V耐壓的MOSFET。而Power Integrations這次帶來(lái)的則是1700V的MOSFET。極大地滿足了電動(dòng)汽車的應(yīng)用范圍，同時(shí)提供了高安全性。也能適應(yīng)將來(lái)更高母線電壓電動(dòng)汽車的使用要求。
更嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)
電動(dòng)汽車不同于普通的消費(fèi)產(chǎn)品，它具有高速行駛的環(huán)境，一旦出現(xiàn)故障，高壓將會(huì)給人身財(cái)產(chǎn)帶來(lái)威脅，因此電動(dòng)汽車領(lǐng)域的產(chǎn)品將按照更嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)去要求。
據(jù)Power Integrations介紹，新IC采用緊湊的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。
InnoSwitch3-AQ 1700V器件也適用于有更高輸入電壓要求的工業(yè)類應(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。
