基于SiC的完整“傻瓜型”逆變器參考設計為先進電機應用鋪平了道路

先進電機應用（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，但業界一直為其開發難度所困擾。全球領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器，Silicon Mobility公司的控制板和軟件，超低寄生電感的直流母線電容和EMI濾波器，直流和相電流傳感器等其它附件。由此為先進電機應用提供了一個已全面集成的完整“傻瓜型”逆變器開發平臺。

這樣，針對先進目標電機應用，用戶可輕松設置參數與之適配，僅幾個工作日內即可完成校準，使目標電機正常運轉，由此來開展各種測試和實驗，為最終電機應用的產品定型提供依據，其簡易性大大節省了研發時間和工程人力資源，為用戶快速實現先進電機應用的產品化提供了強有力的支持。隨著SiC功率器件的日趨成熟和普及，將大力推動電機的先進應用，同時也會促使逆變器更加“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，其硬件如碳化硅功率模塊、驅動板、母線電容等已有多種型號進行相互置換，以適應用戶的特殊需求；而其控制板軟件設計包含了對各種類型電機和各種算法控制等技術參數的選擇設置，包括Silicon Mobility的為電動汽車動力總成應用所開發的控制軟件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、各種類型、各種算法控制及各種應用環境的電機應用，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越性能為先進電機應用奠定了基礎。然而，用戶通常需要自己開發所有硬件，然后將第三方控制軟件集成到他們的設計環境中。這種傳統方式非常耗費時間和工程人力資源，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，CISSOID推出的完整逆變器參考設計已經為用戶完成了這些費時費力的基礎工程工作，使用戶可直接利用這一參考設計平臺開展測試工作，由此快速地實現電機應用的產品化定型。

基于這一“傻瓜型”平臺的測試和產品化設計完成后，用戶可以按照物料清單選擇采購整個逆變器方案的全部材料，或只是購買已整合柵極驅動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，用戶即可以迅速地將逆變器整合到目標電機驅動系統中，并快速地投入電機動力總成系統的生產。

電動汽車的蓬勃發展正促使電驅動總成加速演進，高壓平臺、碳化硅電機控制器市場占比不斷提升，電驅動總成也日趨三合一或多合一，并逐步走向深度融合。這也會推動分布式驅動在乘用車領域有所突破，目前輪邊驅動乘用車已開始上市，盡管輪轂電機在乘用車大規模應用尚未完全成熟。此外，電動車的電驅動進步也帶動了其它工業領域的先進電機應用，因而業界迫切需要通用型逆變器平臺來支持這一趨勢的發展，以求縮短研發時間，并加快產品化速度。

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優于傳統硅基功率器件，能夠支持先進電機應用實現更高的功率體積密度、更高的功率質量密度、更高的開關頻率、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，實現這些更高性能對電機驅動和控制系統設計提出了更高的要求。CISSOID推出這一個完整的“傻瓜型”逆變器參考設計的目的，就是為了幫助開發先進電機應用的用戶減輕設計難度，節省開發時間和人力資源的投入，并快速實現產品化。