800V高壓平臺受關注，PI推出集成SiC MOSFET的車規(guī)級反激式開關IC

（文/程文智）這幾年電動汽車發(fā)展異?；馃?，銷量是節(jié)節(jié)攀升，其續(xù)航能力也在不斷取得突破。但里程焦慮還沒有徹底解決，為了應對該問題，汽車廠商開始采用大電池和快速充電解決方案。

為了提高充電速度，不少汽車廠商把出路放在了800V高壓平臺上，特別是保時捷Taycan搭載了800V快充技術后，國內不少車企也開始將800V高壓平臺車型作為了未來布局的重點。在2021年，國內就有車企和相關企業(yè)發(fā)布了800V高壓平臺規(guī)劃，比如比亞迪、華為、小鵬、極氪、嵐圖、廣汽埃安、理想、領跑等。根據公開披露的信息，2022年市面上將會有不低于10款車型會采用800V高壓快充技術。

從目前的400V高壓平臺升級到800V高壓平臺，意味著整車的電氣架構都要基于新的高壓平臺重新設計，所使用的元器件也需要相應升級。PI 資深技術培訓經理閻金光表示，PI看到了電動車的這個發(fā)展趨勢，因此在近期推出了全新的InnoSwitch3-AQ產品，該產品采用碳化硅（SiC）初級開關MOSFET的汽車級開關電源IC，將耐壓值提高到了1700V，可提供70W的輸出功率，主要用于600V和800V純電池和燃料電池乘用車，以及電動巴士、卡車和各種工業(yè)電源應用。

800V高壓平臺受青睞，未來更有可能是1000V以上

在閻金光看來，800V的高壓平臺并不是終點，未來電動汽車的母線電壓有可能是1000V以上，“同樣的功率下，提高母線電壓，就可以將電流做小，而減小電流就意味著降低了電路損耗。而且更小的電流可以使用更細的導線，有利于降低整車的體積和重量，從而變相增加了電動汽車的續(xù)航?！?br />
他舉例說，與400V母線電壓相比，采用900V母線電壓產生的熱量損耗僅為原來的1/5，大大提升了電動汽車的效率。

另外，提高目前電壓，也可以大幅縮短電池的充電時間。閻金光指出，一年半之前的預測顯示，大概有20%的車會改為900V母線電壓，現(xiàn)在已經大概有50%甚至以上的新車型都在采用900V的母線電壓。以后的趨勢甚至會有1000V到1200V母線電壓的電動汽車上市。

新的InnoSwitch3-AQ的優(yōu)勢

InnoSwitch3-AQ在2020年就已經推出，當時支持400V或者800V的母線供電，輸入電壓范圍為30V~400V，可以為驅動電機控制和牽引控制器提供供電。而且內部集成的是硅基MOSFET，耐壓值是750V。

如今集成了1700V碳化硅MOSFET的全新InnoSwitch3-AQ采用了超薄InSOP-24D封裝，使用FluxLink反饋鏈路，可以為次級側控制提供高達5000伏有效值電壓的加強絕緣。FluxLink技術可直接檢測輸出電壓，其優(yōu)勢在于可提供高精度的控制以及極其快速的動態(tài)響應特性。在無需借助外部電路的情況下，電源在30V輸入電壓下即可工作，這對滿足功能安全的要求至關重要。其他保護功能包括輸入欠壓保護、輸出過壓保護和過流限制。

新器件內部還集成同步整流和準諧振(QR)/CCM反激式控制器，可實現(xiàn)90%以上的效率，輕松滿足最嚴格的OEM廠商要求。采用此方案的電源空載功耗可低于15mW，可以降低電池管理系統(tǒng)當中電池的自放電。

以前，集成750V MOSFET的InnoSwitch3-AQ雖然也適合800V的電壓軌應用，但需要選擇StackFET模式來實現(xiàn)。如今新的1700V耐壓InnoSwitch3-AQ將不再需要StackFET電路架構了，電路將會更加簡單。據閻金光介紹，采用全新的集成了SiC MOSFET的InnoSwitch3-AQ可將電源的元件數(shù)量減少多達50%，從而節(jié)省大量電路板空間、增強系統(tǒng)可靠性并緩解元器件采購所面臨的挑戰(zhàn)。

結語

從消費類進入汽車領域，總要經歷一個客戶認可的過程，PI也不例外。閻金光分享說，開始電動汽車設計廠商客戶剛拿到他們的Demo板時，都不太相信有這樣的方案，但做了測試之后，終于認可了他們的解決方案，且有相見恨晚的感覺。因為在市場上很少有既有高耐壓的MOS管，又做到次級側SSR穩(wěn)壓調整的產品?，F(xiàn)在，用兩個額定耐壓1700V的新型號器件就可以輸出50W和70W不同應急電源功率。加上，PI以前推出的750V和900V的InnoSwitch3-AQ系列產品，現(xiàn)在PI可以涵蓋所有電動汽車系統(tǒng)電壓，無論是400V、800V或將來的1200V、1500V母線電壓。

當然，InnoSwitch3-AQ 1700V器件也適用于工業(yè)類應用，以集成解決方案取代分立的控制器加MOSFET設計，節(jié)省空間、時間和成本，同時提高可再生能源、工業(yè)電機驅動、電池儲能和電表等應用的可靠性。