PI持續發力推出汽車級SCALE EV門極驅動器

　　在德國紐倫堡PCIM Europe展會最后一天，Power Integrations宣布推出適用于Infineon EconoDUALTM模塊的SCALETM EV系列門極驅動板。

　　在介紹SCALETM EV系列門極驅動板之前，我們先要了解幾個基礎概念，什么是汽車功能安全？什么是汽車ASIL安全等級？為什么要保證汽車在緊急情況下主動放電？

　　首先，功能安全就是不存在由于電氣和電子系統的故障或意外行為引起的危害而導致的不合理風險。例如，當動力傳動系統發生故障時，車輛會逐漸停止而不是突然鎖死；制動控制失靈時，車輛會逐漸停止；動力轉向故障時，不可以導致轉向完全失效，但車輛仍然可以通過努力實現轉向。

　　其次，ASIL等級是指確認系統強制故障以良性（安全）方式發生，汽車安全完整性等級(ASIL)是由汽車電子設備安全標準ISO 26262定義的風險分類方案。等級越高，代表著面對的危險越嚴重。

　　汽車主動放電能夠在緊急情況后保護技術人員、乘客和應急工作人員的安全。當電動汽車遇到碰撞等緊急情況時，將直流母線電容器電壓放電至電動汽車(EV)驅動系統中的安全電壓直流總線工作在400~1200V，對于車內人員來說存在致命危險。因此，當緊急情況發生后，系統需要將母線電壓放電至安全水平，而安全水平電壓通常小于60V，這對于應急電源(EPS)也是一種挑戰。

　　新款驅動器同樣適用于原裝、仿制以及其它新的采用SiC的衍生模塊，其應用范圍包括電動汽車、混合動力和燃料電池汽車（包括巴士和卡車）以及建筑、采礦和農用設備的大功率汽車和牽引逆變器。

　　基于以上了解，PI資深技術培訓經理Jason Yan向我們介紹了這款SCALETM EV系列門極驅動板，其應用范圍包括電動汽車、混合動力和燃料電池汽車（包括巴士和卡車）以及建筑、采礦和農用設備的大功率汽車和牽引逆變器等。

　　據介紹，SCALE EV板級門極驅動器內部集成了兩個增強型門極驅動通道、相關供電電源和監控遙測電路。新驅動板已通過汽車級認證和ASIL B認證，可實現ASIL C/D等級的牽引逆變器設計。第一個發布的SCALE EV系列成員是2SP0215F2Q0C，專為EconoDUAL 900A 1200V IGBT半橋模塊而設計。

　　Power Integrations汽車業務發展總監Peter Vaughan表示：“門極驅動器設計對于電動汽車的性能和可靠性都至關重要。我們推出的這款新產品已完成開發、測試和驗證以及ASIL認證，將大幅縮減系統開發時間和成本?！?/p>

　　SCALE EV門極驅動器產品系列具有1200V的額定耐壓，適用于400V和800V系統，同時支持碳化硅(SiC)MOSFET和基于硅的IGBT開關。SCALE EV具備完善的保護措施，集成了主動短路、對所連接直流母線電容的主動放電、通過主動門極控制實現過壓限制，以及門極監測、信號傳輸監測和芯片內溫度監測等診斷功能，對于SiC MOSFET開關的短路和過流響應時間小于1微秒，而IGBT開關的短路和過流響應時間小于3微秒。

　　那么SCALE EV門極驅動器是如何滿足汽車功能安全的呢？Jason Yan向我們介紹，通過兩個兩個連接器，分別為上管和下管提供驅動信號。當遇到突發情況，兩個連接器同時出現故障的概率會減少很多，這樣就能保證始終有一個半橋保持連通。

　　目前SCALE EV方案只有一個可用型號，即SP0215F2Q0C，適合通用EconoDUAL?模塊。Jason Yan表示，如果客戶有特殊模塊，可以根據其特性對開關特性進行調整，還可以按照新模塊的尺寸重新設計驅動板。目前的SCALE EV產品將于2022第四季度進入全面量產。