基于SiC的完整“傻瓜型”逆變器參考設計為先進(jìn)電機應用鋪平了道路

先進(jìn)電機應用（如高轉速、高頻、高功率密度、高溫等）需要相匹配的逆變器支持，但業(yè)界一直為其開(kāi)發(fā)難度所困擾。全球領(lǐng)先的高溫半導體解決方案提供商CISSOID公司近期推出的基于碳化硅（SiC）功率器件的完整逆變器參考設計很好地解決了這一問(wèn)題。該參考設計整合了CISSOID 公司的SiC高壓功率模塊和相匹配的集成化柵極驅動(dòng)器，Silicon Mobility公司的控制板和軟件，超低寄生電感的直流母線(xiàn)電容和EMI濾波器，直流和相電流傳感器等其它附件。由此為先進(jìn)電機應用提供了一個(gè)已全面集成的完整“傻瓜型”逆變器開(kāi)發(fā)平臺。

這樣，針對先進(jìn)目標電機應用，用戶(hù)可輕松設置參數與之適配，僅幾個(gè)工作日內即可完成校準，使目標電機正常運轉，由此來(lái)開(kāi)展各種測試和實(shí)驗，為最終電機應用的產(chǎn)品定型提供依據，其簡(jiǎn)易性大大節省了研發(fā)時(shí)間和工程人力資源，為用戶(hù)快速實(shí)現先進(jìn)電機應用的產(chǎn)品化提供了強有力的支持。隨著(zhù)SiC功率器件的日趨成熟和普及，將大力推動(dòng)電機的先進(jìn)應用，同時(shí)也會(huì )促使逆變器更加“智能化”和“傻瓜化”。

目前該參考設計的標準版本支持高達350KW/850V的電機驅動(dòng)，其硬件如碳化硅功率模塊、驅動(dòng)板、母線(xiàn)電容等已有多種型號進(jìn)行相互置換，以適應用戶(hù)的特殊需求；而其控制板軟件設計包含了對各種類(lèi)型電機和各種算法控制等技術(shù)參數的選擇設置，包括Silicon Mobility的為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成應用所開(kāi)發(fā)的控制軟件OLEA? APP INVERTER。因此，該完整“傻瓜型”逆變器參考設計可適應各種功率大小、各種類(lèi)型、各種算法控制及各種應用環(huán)境的電機應用，尤其適應于有如高轉速、高頻、高功率密度、高溫等先進(jìn)應用要求的電機。

SiC功率器件的高壓、高頻、高功率密度和高溫等優(yōu)越性能為先進(jìn)電機應用奠定了基礎。然而，用戶(hù)通常需要自己開(kāi)發(fā)所有硬件，然后將第三方控制軟件集成到他們的設計環(huán)境中。這種傳統方式非常耗費時(shí)間和工程人力資源，并且需要深入了解基于SiC的功率系統設計以及電機控制系統的設計。這樣看來(lái)，CISSOID推出的完整逆變器參考設計已經(jīng)為用戶(hù)完成了這些費時(shí)費力的基礎工程工作，使用戶(hù)可直接利用這一參考設計平臺開(kāi)展測試工作，由此快速地實(shí)現電機應用的產(chǎn)品化定型。

基于這一“傻瓜型”平臺的測試和產(chǎn)品化設計完成后，用戶(hù)可以按照物料清單選擇采購整個(gè)逆變器方案的全部材料，或只是購買(mǎi)已整合柵極驅動(dòng)的碳化硅智能功率模塊（IPM）和控制板等核心部件, 而其他組件和逆變器外殼等組件則可從他們的首選供應商處采購。這樣，用戶(hù)即可以迅速地將逆變器整合到目標電機驅動(dòng)系統中，并快速地投入電機動(dòng)力總成系統的生產(chǎn)。

電動(dòng)汽車(chē)的蓬勃發(fā)展正促使電驅動(dòng)總成加速演進(jìn)，高壓平臺、碳化硅電機控制器市場(chǎng)占比不斷提升，電驅動(dòng)總成也日趨三合一或多合一，并逐步走向深度融合。這也會(huì )推動(dòng)分布式驅動(dòng)在乘用車(chē)領(lǐng)域有所突破，目前輪邊驅動(dòng)乘用車(chē)已開(kāi)始上市，盡管輪轂電機在乘用車(chē)大規模應用尚未完全成熟。此外，電動(dòng)車(chē)的電驅動(dòng)進(jìn)步也帶動(dòng)了其它工業(yè)領(lǐng)域的先進(jìn)電機應用，因而業(yè)界迫切需要通用型逆變器平臺來(lái)支持這一趨勢的發(fā)展，以求縮短研發(fā)時(shí)間，并加快產(chǎn)品化速度。

總之，碳化硅功率器件在導通電阻、阻斷電壓和結電容方面的性能顯著(zhù)優(yōu)于傳統硅基功率器件，能夠支持先進(jìn)電機應用實(shí)現更高的功率體積密度、更高的功率質(zhì)量密度、更高的開(kāi)關(guān)頻率、更高的效率，乃至更高的工作溫度并降低冷卻系統的復雜程度。然而，實(shí)現這些更高性能對電機驅動(dòng)和控制系統設計提出了更高的要求。CISSOID推出這一個(gè)完整的“傻瓜型”逆變器參考設計的目的，就是為了幫助開(kāi)發(fā)先進(jìn)電機應用的用戶(hù)減輕設計難度，節省開(kāi)發(fā)時(shí)間和人力資源的投入，并快速實(shí)現產(chǎn)品化。