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TI创新集成变压器技术助力电动汽车“减负”

作者:时间:2021-10-11来源:电子产品世界收藏

  北京时间2021年9月28日,(TI)举办了新品媒体发布会。会上(TI)汽车系统工程与市场营销部门总监Ryan Manack为我们介绍了1.5W隔离式直流/直流偏置UCC14240-Q1。UCC14240-Q1使用专有技术,可帮助设计人员将电源解决方案的尺寸减小一半,以便用于、混合动力汽车、电机驱动系统和并网逆变器等高压环境。

本文引用地址:http://www.reaganmsova.com/article/202110/428745.htm

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  随着市场蓬勃发展,汽车设计工程师不断努力提高效率和可靠性,并降低动力总成系统(在整车质量中占比最大)的重量。为实现更小、更可靠的系统以延长行驶里程,工程师改为使用分布式电源架构,在这种架构方案中,隔离式栅极驱动器配有专用的偏置电源,因此可以提高系统对单点故障的反应能力。当其中一个偏置电源失效,其他偏置电源及其配套的栅极驱动器仍可正常运行,有助于使汽车在道路上安全行驶。

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  Ryan Manack表示,“UCC14240-Q1分布式电源由六个偏置电源组成,且能够将解决方案尺寸缩小至3.5mm高,能够焊接在PCB的每个方面。使用UCC14240-Q1能够提高功率密度、实现超低EMI以及1%的精度。”

专有集成技术为电动汽车减负

  电动汽车的偏置电源正在发生变化。工厂自动化和机器人等其他应用中的传统电机控制使用具有多个输出绕组的集中式电源为隔离式栅极驱动器提供电压。Ryan Manack说:“虽然这些电路已经存在了几十年而且众所周知,但汽车对安全和冗余的严格要求以及追求更轻重量和降低高度的趋势变得更加重要。”因此电动汽车动力系统需要采用更先进且体积更小的集成式变压器模块。

  表示,UCC14240-Q1是业界最小、最精确的1.5W隔离式DC/DC。UCC14240-Q1双路输出的效率为60%,比传统的偏置电源高一倍,同时功率密度翻倍,而且有助于提高汽车行驶里程。在105°C的环境温度下,UCC14240-Q1的功率超过1.5W,支持工程师在高频率下驱动绝缘栅双极晶体管(IGBT)、碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)开关。

简化设计成本

  TI的技术为系统带来了明显的尺寸效益。变压器集成在电路板内部,使解决方案与传统方案相比,降低了7mm以上,低至3.55mm。薄型设计也支持将模块安装在印刷电路板的任意一侧,为工程师带来充分的灵活性。此外,TI解决方案的额定绝缘电压更高,为3000VRMS。

  TI的集成设计将这些功能融入电路板中,消除了对复杂外部组件的需求,只需安装一个去耦电容和电压+电流设置电阻即可使用。不再需要反激式和推挽式电路中常见的平衡漏感和一个到二个电容的变压器设计,为设计工程师节省了大量的开发时间。

  UCC14240-Q1具有尺寸和效率方面的优势还能帮助工程师实现设计更高的功率密度和系统效率,使汽车在每次充电后行驶更远的里程。

分布式电源架构

  Ryan Manack在介绍分布式电源架构时表示“传统系统使用单一变压器会带来一些不便。首先单一变压器体积大、成本高,并且占据很大的空间,且在结构振动控制方面表现不佳。其次,一旦该变压器或电源出现问题,整个系统亦会瘫痪。而在分布式系统中,如果某个偏置电源或栅极驱动器出现故障,其余五个偏置电源仍在工作,汽车也将进入安全模式,自动停靠在路边等待下一步操作。分布式架构实现了体积更小、重量更轻,抗振性更佳的优点。”



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