【应用案例】SiC 电源用例:牵引逆变器

本用例介绍MPQ18913牵引逆变器中的应用。


MPQ18913是一款具有可配置宽 fSW 范围的 30V、0.3A、LLC 栅极驱动器隔离偏置电源,它为牵引逆变器设计提供了替代传统反激式变换器的方案。

牵引逆变器可以将电动汽车 (EV) 电池的直流电转换为三相半桥,以驱动电机提供速度和扭矩。反激式变换器作为一种成熟的拓扑结构,可以创建隔离偏置电源,为 SiC 或 IGBT 功率器件供电。其电压通常在正轨上介于 15V 至 20V 之间,在负轨上介于 -8V 至 0V 之间。

但反激式拓扑有一定的局限性,包括开关频率 (fSW) 较低,并且需要在高隔离电压和变压器引入的绕组间电容之间做出权衡,而绕组间电容可能导致电压尖峰和额外的损耗。新一代电动汽车设计采用的是需要更高隔离电压的 800V 架构,这些局限性让电源设计变得更加困难。

采用 LLC 拓扑的谐振拓扑现在越来越常见,它可以为碳化硅 (SiC) 和绝缘栅双极晶体管 (IGBT)提供偏置电源。LLC 拓扑具有软开关功能,可以实现更佳的 EMI 性能;而且变压器的漏感被用作谐振回路的一部分,因此可降低绕组间电容。

MPQ18913是一款具有可配置宽fSW范围的 30V、0.3A、LLC 栅极驱动器隔离偏置电源,它为牵引逆变器设计提供了替代传统反激式变换器的方案。高达 5MHz的 fSW使得该驱动器可以大幅减小碳化硅电源的尺寸;因此,除了减小输入和输出电容外,该器件还可以实现变压器等磁性元件的小型化。MPQ18913 还提供软开关拓扑和频谱扩展 (FSS)功能,用于降低 EMI 并提高整体效率。MPQ18913 符合 AEC-Q100 等级1认证。

MPQ18913 还具有以下功能特性:

  • 高性能:
    • 支持高达 6W 的输出功率(POUT)
    • 5V 至 30V 输入电压(VIN) 范围
    • 频谱扩展功能可增强 EMI 性能
  • 适用于汽车环境的稳健设计:
    • -40°C 至 +150°C 结温(TJ) 范围
    • 采用超小尺寸 QFN-10 (2mmx2.5mm) 封装
    • 采用侧面镀锡封装,可进行光学检查

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