1 簡介

牽引逆變器將高壓電池的直流電源高效地轉(zhuǎn)換為驅(qū)動多相電機(jī)所需的交流電源。需要使用電隔離來保護(hù)人員以及系統(tǒng)冷側(cè)的低壓元件，以免受到系統(tǒng)熱側(cè)高壓牽引逆變器的影響。隨著汽車應(yīng)用繼續(xù)朝著提高安全性的方向發(fā)展，在牽引逆變器系統(tǒng)中包含高壓轉(zhuǎn)低壓備用電源變得越來越常見。如果 12V 電池發(fā)生故障或 HV 電池斷開連接，備用電源將為低壓元件供電。圖 1-1 展示了一個包含高壓轉(zhuǎn)低壓冗余電源的示例方框圖。

圖 1-1 牽引逆變器方框圖

由于具有低成本、隔離能力和靈活性，反激式拓?fù)溥m用于冗余電源。UCC28C56H-Q1 或 UCC28700-Q1 等反激式控制器適用于此應(yīng)用。對于需要超高效率和功率密度的系統(tǒng)，UCC28781-Q1 可提供更高的開關(guān)頻率、直接同步整流器 FET 控制、可實現(xiàn)超低開關(guān)損耗和 EMI 的零電壓開關(guān)，以及適用于輕負(fù)載和空載條件的可編程自適應(yīng)突發(fā)模式。

高壓輸入反激式轉(zhuǎn)換器需要支持超寬輸入電壓。根據(jù)架構(gòu)的不同，可能需要備用電源在低至 40V 至 60V 的電壓范圍內(nèi)運(yùn)行。該輔助電源可以實現(xiàn)對直流鏈路電容器進(jìn)行有源放電或?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行主動短路。直流總線上的高壓瞬變可能振幅超過 1kV 并持續(xù)幾秒鐘，因此 800V 電池系統(tǒng)可能需要 1kV 的最大輸入電壓來留出一定的裕度。在這些情況下，所選的模擬控制器和變壓器必須在設(shè)計時考慮占空比限制和最短導(dǎo)通時間，且不影響整個負(fù)載范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)精度或瞬態(tài)響應(yīng)。

功能安全要求規(guī)定了在特定運(yùn)行條件下保護(hù)測試人員和最終用戶免受潛在風(fēng)險影響的措施。因此，從 800V 而不是 400V 為高壓轉(zhuǎn)低壓備用電源供電帶來了新的交互式設(shè)計挑戰(zhàn)。更具體地說，這些挑戰(zhàn)是使用汽車級 HV 功率器件實現(xiàn)超寬輸入電壓范圍設(shè)計，以及根據(jù)成本和尺寸限制優(yōu)化設(shè)計性能，同時確保系統(tǒng)滿足安全要求等。