使用PI方案進行800V牽引逆變器的應(yīng)急電源設(shè)計

在電動汽車的牽引逆變器中，供電分為12V低壓電源和400/800V高壓供電。其中高壓供電送至牽引逆變器，進行DC-AC逆變，產(chǎn)生三相交流電，驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)。逆變器通常提供90-250KW的輸出功率。其中400V電壓的電池組，主要在過去的電動汽車中使用，受電流限制，充電速率和輸出功率較低。

而800V是新型電動汽車所采用的電壓，高壓母線支持更大容量的電池組，支持最高350kW的充電功率。電壓的提升也減小了系統(tǒng)電流，相比400V平臺，800V平臺的整體性能得到了很高的提升，并且導線的截面積減小，也減輕了整車重量。目前，800V平臺已經(jīng)商用，在大型電動車和高性能電動車上廣泛使用。

通過ISO 26262對牽引逆變器的安全要求中，要求12V小電池故障不會影響牽引逆變器的驅(qū)動，這就需要在12V電壓故障時，由應(yīng)急電源為牽引逆變器供電。800V平臺不僅提供更高的驅(qū)動功率、提高電池組充電速度，還可以降低導線重量，使用更輕更細的線材。PI的SCALE-iDriver驅(qū)動器、InnoSwitch3均可以用在800V高壓平臺。

PI的SCALE-iDriver驅(qū)動器適用于使用IGBT和SiC MOSFET的純電動汽車和插電式混合動力汽車的門極驅(qū)動器解決方案，支持400/800V供電。并且SCALE-iDriver具有8kV的絕緣強度，并且100%進行測試。外部爬電距離和電氣間隙≥9.5mm，內(nèi)部絕緣材料間距≥0.4mm。適用于IGBT，高壓MOSFET和碳化硅MOS的驅(qū)動，并提供完善的保護功能。

牽引逆變器正常工作時由12V電池供電，當12V電池故障時，需要由應(yīng)急電源供電，并實現(xiàn)故障響應(yīng)以確保安全。應(yīng)急電源需要在30-1050V的寬輸入電壓下工作，以滿足主動控制和滿電電池以及電機再生的高電壓。應(yīng)急電源還需要在-40到85-105℃下提供10-40W的功率輸出，滿足高可靠性及絕緣要求。還需要小體積以降低成本和減小整體體積，單一應(yīng)急電源滿足寬輸出功率和寬輸入電壓。

PI提供的應(yīng)急電源方案支持30-1200V的寬輸入電壓，最高輸出功率為15W，內(nèi)置加強的隔離。PI的InnoSwitch3-AQ支持次級檢測反饋，內(nèi)置同步整流控制器，相比肖特基整流，降低損耗降低成本。使用高效率準諧振開關(guān)，內(nèi)部集成FluxLlink磁感耦合技術(shù)，具有高帶寬和快速的動態(tài)響應(yīng)特性，無需光耦反饋，并且內(nèi)置完善全面的保護功能，可通過外置的StackFET，支持1000V以上的輸入電壓。

PI基于InnoSwitch3-AQ的應(yīng)急電源方案支持多繞組，產(chǎn)生正負柵極驅(qū)動電壓，無需DC-DC轉(zhuǎn)換器，在40V輸入時仍可輸出8W的功率，800V輸入下，空載功耗＜80mW。PI提供用于400V系統(tǒng)的30W參考設(shè)計DER-840Q、20W參考設(shè)計DER-907Q、800V系統(tǒng)的30W參考設(shè)計DER-859Q和15W參考設(shè)計DER-889Q。