TI創(chuàng )新集成變壓器技術(shù)助力電動(dòng)汽車(chē)“減負”

　　北京時(shí)間2021年9月28日，德州儀器(TI)舉辦了新品媒體發(fā)布會(huì )。會(huì )上德州儀器（TI）汽車(chē)系統工程與市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)部門(mén)總監Ryan Manack為我們介紹了1.5W隔離式直流/直流偏置電源模塊UCC14240-Q1。UCC14240-Q1使用專(zhuān)有集成變壓器技術(shù)，可幫助設計人員將電源解決方案的尺寸減小一半，以便用于電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、電機驅動(dòng)系統和并網(wǎng)逆變器等高壓環(huán)境。

　　隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)蓬勃發(fā)展，汽車(chē)設計工程師不斷努力提高效率和可靠性，并降低電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成系統（在整車(chē)質(zhì)量中占比最大）的重量。為實(shí)現更小、更可靠的系統以延長(cháng)行駛里程，工程師改為使用分布式電源架構，在這種架構方案中，隔離式柵極驅動(dòng)器配有專(zhuān)用的偏置電源，因此可以提高系統對單點(diǎn)故障的反應能力。當其中一個(gè)偏置電源失效，其他偏置電源及其配套的柵極驅動(dòng)器仍可正常運行，有助于使汽車(chē)在道路上安全行駛。

　　Ryan Manack表示，“UCC14240-Q1分布式電源由六個(gè)偏置電源組成，且能夠將解決方案尺寸縮小至3.5mm高，能夠焊接在PCB的每個(gè)方面。使用UCC14240-Q1能夠提高功率密度、實(shí)現超低EMI以及1%的精度?！?/p>

專(zhuān)有集成技術(shù)為電動(dòng)汽車(chē)減負

　　電動(dòng)汽車(chē)的偏置電源正在發(fā)生變化。工廠(chǎng)自動(dòng)化和機器人等其他應用中的傳統電機控制使用具有多個(gè)輸出繞組的集中式電源為隔離式柵極驅動(dòng)器提供電壓。Ryan Manack說(shuō)：“雖然這些電路已經(jīng)存在了幾十年而且眾所周知，但汽車(chē)對安全和冗余的嚴格要求以及追求更輕重量和降低高度的趨勢變得更加重要?！币虼穗妱?dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統需要采用更先進(jìn)且體積更小的集成式變壓器模塊。

　　德州儀器表示，UCC14240-Q1是業(yè)界最小、最精確的1.5W隔離式DC/DC電源模塊。UCC14240-Q1雙路輸出電源模塊的效率為60%，比傳統的偏置電源高一倍，同時(shí)功率密度翻倍，而且有助于提高汽車(chē)行駛里程。在105°C的環(huán)境溫度下，UCC14240-Q1的功率超過(guò)1.5W，支持工程師在高頻率下驅動(dòng)絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)開(kāi)關(guān)。

簡(jiǎn)化設計成本

　　TI的集成變壓器技術(shù)為系統帶來(lái)了明顯的尺寸效益。變壓器集成在電路板內部，使解決方案與傳統方案相比，降低了7mm以上，低至3.55mm。薄型設計也支持將模塊安裝在印刷電路板的任意一側，為工程師帶來(lái)充分的靈活性。此外，TI解決方案的額定絕緣電壓更高，為3000VRMS。

　　TI的集成設計將這些功能融入電路板中，消除了對復雜外部組件的需求，只需安裝一個(gè)去耦電容和電壓+電流設置電阻即可使用。不再需要反激式和推挽式電路中常見(jiàn)的平衡漏感和一個(gè)到二個(gè)電容的變壓器設計，為設計工程師節省了大量的開(kāi)發(fā)時(shí)間。

　　UCC14240-Q1具有尺寸和效率方面的優(yōu)勢還能幫助工程師實(shí)現設計更高的功率密度和系統效率，使汽車(chē)在每次充電后行駛更遠的里程。

分布式電源架構

　　Ryan Manack在介紹分布式電源架構時(shí)表示“傳統系統使用單一變壓器會(huì )帶來(lái)一些不便。首先單一變壓器體積大、成本高，并且占據很大的空間，且在結構振動(dòng)控制方面表現不佳。其次，一旦該變壓器或電源出現問(wèn)題，整個(gè)系統亦會(huì )癱瘓。而在分布式系統中，如果某個(gè)偏置電源或柵極驅動(dòng)器出現故障，其余五個(gè)偏置電源仍在工作，汽車(chē)也將進(jìn)入安全模式，自動(dòng)?？吭诼愤叺却乱徊讲僮?。分布式架構實(shí)現了體積更小、重量更輕，抗振性更佳的優(yōu)點(diǎn)?！?/p>