电动汽车续航时间如何延长?完全集成的偏置电源是方向

发布者:凌晨2点369最新更新时间:2021-10-18 关键字:汽车电子  电源模块 手机看文章 扫描二维码
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随着电动汽车的蓬勃发展,汽车设计工程师始终在努力提高效率和可靠性,并降低电动汽车动力总成系统(在整车质量中占比最大)的重量。

 

为了实现更小、更可靠的系统以延长行驶里程,工程师改为使用分布式电源架构,因为在这种架构中,隔离式栅极驱动器配有专用的偏置电源,可以提高系统对单点故障的反应能力。例如,如果其中一个偏置电源失效,其他偏置电源及其配套的栅极驱动器仍可正常运行,有助于使汽车在道路上安全行驶。 

 

德州仪器 (TI)日前推出了尺寸更小、精度更高的1.5W隔离式直流/直流偏置电源模块UCC14240-Q,它使用专有集成变压器技术,可帮助设计人员将电源解决方案的尺寸减小一半,以便用于电动汽车、混合动力汽车、电机驱动系统和并网逆变器等高压环境。


集成式变压器模块有助于降低动力系统设计挑战

 

TI汽车系统工程与市场营销部门总监Ryan Manack表示,当前汽车行业正在发生巨大的变化。由于政府正在寻求降低排放,该行业正在向电动汽车过渡。到 2025 年,预计将有多达30%的新车销售为电动汽车,现在最大的挑战就是成本。如今,每千瓦时的平均电价已超过1000美元。到2024年,价格预计将跌至100美元以下。随着越来越多的公司接受电动汽车并对其技术进行创新,价格将继续下降。而且,随着价格的下降,电动汽车的行驶范围正在增加。现在最新的电动汽车一次充电可以行驶480公里以上。加上行驶距离和充电站数量的增加,越来越多的消费者希望能够购买电动汽车。 

 

电动汽车的核心是高压电池和电动机。高性能和高效的电动机是内燃机的替代品。与内燃机相比,电动机在较低的速度下可以产生更大的扭矩,更简单易用,运动部件更少,这使得它们更容易维修,它们还可以作为发电机以在制动时获取能量。控制电动机需要先进的电子器件,确保平稳安全的行驶。隔离式栅极驱动器是系统的关键部分,它通过开启和关闭IGBT或SiC、MOSFET等器件来控制在电机中流动的能量。这些隔离式栅极驱动器需要合适的偏置电源来控制SiC FET或IGBT。 

电路板的任意一侧,带来充分的灵活性。

 

这款双路输出电源模块的效率为60%,比传统的偏置电源高一倍,使得功率密度翻倍,有助于提高汽车行驶里程。在105°C的环境温度下,UCC14240-Q1的功率超过1.5W,支持工程师在高频率下驱动绝缘栅双极晶体管 (IGBT)、碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 开关。

 

实现更高CMTI和更低EMI

 

UCC14240-Q1利用TI的集成变压器技术,结合使用3.5pF的初级到次级电容,可降低高速开关产生的EMI,并轻松实现超过150V/ns的共模瞬态抗扰度 (CMTI) 性能。

 

UCC14240-Q1具有软开关、展频调制、屏蔽和低寄生等特性,使设计更容易满足国际无线电干扰特别委员会(CISPR)25和CISPR 32电磁兼容性标准,从而加快产品上市时间。

 

温度范围内的更佳精度和隔离性能

 

UCC14240-Q1采用集成闭环控制,在-40°C至150°C内可实现±1.0%的精度。器件容差小,可以使用更小的电源开关,同时增强过流保护。此外,该器件全面集成了故障监控、过流保护、过功率保护和过热保护。UCC14240-Q1具有第三方认证的3kVrms隔离电压,因为很轻的重量和3.55mm的厚度,实现更好的抗振性。


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