TI推出柵極驅(qū)動(dòng)器UCC5880-Q1，進(jìn)一步提升新能源汽車?yán)m(xù)航

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）當(dāng)前，在“雙碳”目標(biāo)下各行各業(yè)都在著力減少碳排放，尤其是交通運(yùn)輸行業(yè)的電子電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)升級(jí)，取得了顯著的成果。當(dāng)然，目前對(duì)于新能源汽車而言，續(xù)航焦慮依然存在，續(xù)航里程依然需要不斷提升。

在德州儀器（TI ）UCC5880-Q1 SiC柵極驅(qū)動(dòng)器新品發(fā)布會(huì)上，該公司混動(dòng)汽車/電動(dòng)汽車部門總經(jīng)理吳萬邦 (Mark Ng)表示，在汽車半導(dǎo)體創(chuàng)新領(lǐng)域，德州儀器有四大目標(biāo)：

幫助用戶更大限度地延長汽車行駛里程；

幫助客戶改進(jìn)電動(dòng)汽車的充電性能和效率；

讓電動(dòng)汽車變得更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠；

幫助客戶設(shè)計(jì)安全可靠的電動(dòng)汽車。

我們都知道，在新能源汽車的創(chuàng)新中，逆變器是一個(gè)重要的著力點(diǎn)，車子的性能和舒適性由逆變器和電機(jī)來決定。吳萬邦指出，在進(jìn)行電動(dòng)汽車高壓電源以及電驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，德州儀器的客戶也有四大目標(biāo)：

設(shè)計(jì)出更高效的牽引逆變器；

提高系統(tǒng)的功率密度；

設(shè)計(jì)出高安全可靠性的系統(tǒng)；

降低系統(tǒng)復(fù)雜度，用更少的元器件實(shí)現(xiàn)相同功能。

他認(rèn)為，德州儀器UCC5880-Q1柵極驅(qū)動(dòng)器能夠幫助汽車行業(yè)的客戶實(shí)現(xiàn)上述四大目標(biāo)。

UCC5880-Q1的性能優(yōu)勢(shì)和系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

綜合而言，用戶可以基于UCC5880-Q1實(shí)現(xiàn)更安全、更高效、更可靠的碳化硅(SiC)和絕緣柵雙極晶體管(IGBT)牽引逆變器，這款器件具有很多突出的優(yōu)勢(shì)。

首先是性能方面的優(yōu)勢(shì)。UCC5880-Q1是一款具有動(dòng)態(tài)可編程驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度的雙路輸出分離驅(qū)動(dòng)器，提供±15A和±5A驅(qū)動(dòng)電流輸出，以及用于在沒有SPI時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度調(diào)整的數(shù)字輸入引腳 (GD*)；具有增強(qiáng)性的系統(tǒng)管理，該器件集成10位ADC，可用于精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)電源開關(guān)溫度、驅(qū)動(dòng)器內(nèi)核溫度、DESAT引腳電壓、VCC2電壓、相電流和直流鏈路電壓；提供適用于汽車應(yīng)用的高級(jí)保護(hù)功能，包括過流保護(hù)、過熱保護(hù)（PTC、NTC 或二極管）以及DESAT檢測(cè)等；高度可配置，UCC5880-Q1的關(guān)鍵性能參數(shù)和閾值可使用SPI進(jìn)行配置，因此該器件幾乎可與任何SiC MOSFET或IGBT一同使用；可實(shí)現(xiàn)更低的系統(tǒng)成本，SPI通信接口以及集成的監(jiān)控和保護(hù)功能，可降低設(shè)計(jì)復(fù)雜性、減少外部元器件成本。

UCC5880-Q1簡化原理框圖，圖源：德州儀器

吳萬邦強(qiáng)調(diào)，UCC5880-Q1除了本身是一款高性能的器件，也是德州儀器牽引逆變器整體解決方案的一部分。“除了隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器，德州儀器在整個(gè)牽引逆變器系統(tǒng)中還提供包括滿足ASIL-D的MCU、C2000?實(shí)時(shí)控制器、反激式控制器（可以充當(dāng)系統(tǒng)的輔助供電）等?！?br />
“針對(duì)牽引逆變器應(yīng)用，德州儀器不只提供芯片級(jí)解決方案，還提供整套系統(tǒng)解決方案。”他在此講到。

進(jìn)一步提高新能源汽車?yán)m(xù)航

基于上述優(yōu)勢(shì)性能，UCC5880-Q1能夠幫助新能源汽車實(shí)現(xiàn)更高的續(xù)航里程。吳萬邦介紹稱，UCC5880-Q1驅(qū)動(dòng)器通過更低的系統(tǒng)成本，以及對(duì)驅(qū)動(dòng)能力的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，可以將逆變器系統(tǒng)效率提升最大約2%，從而延長電動(dòng)汽車行駛里程。

他舉例稱，如果用戶每周充三次電，每次充電都可以提升11公里的行駛里程，一年下來行駛里程可以提升約1600公里。

為了幫助用戶更好地了解和使用UCC5880-Q1柵極驅(qū)動(dòng)器，德州儀器還提供了設(shè)計(jì)和開發(fā)資源，包括UCC5880INVERTEREVM評(píng)估板，UCC5880-Q1 20A隔離式可調(diào)IGBT/SiC MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器評(píng)估模塊，PSpice? for TI工具，以及TIDM-02014參考設(shè)計(jì)等。其中，PSpice? for TI工具可提供幫助評(píng)估模擬電路功能的設(shè)計(jì)和仿真環(huán)境。

吳萬邦指出，在UCC5880INVERTEREVM評(píng)估板上，德州儀器把UCC5880-Q1驅(qū)動(dòng)器和輔助供電模塊 UCC14141-Q1集成在一起，整體驅(qū)動(dòng)電路的元器件數(shù)量非常少，所占面積也很小，可以用于直接驅(qū)動(dòng)基于Wolfspeed XM3 SiC的半橋電源模塊用于大功率設(shè)計(jì)。

總結(jié)

目前，新能源汽車逆變器系統(tǒng)的效率已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)很高的水平，進(jìn)一步提升的難度越來越大，因此除了器件層面的創(chuàng)新以外，系統(tǒng)級(jí)創(chuàng)新會(huì)顯得更為重要，能夠從效率、功耗、面積和成本等方面做綜合的評(píng)估和提升。德州儀器UCC5880-Q1驅(qū)動(dòng)器是一顆性能領(lǐng)先的器件，但其系統(tǒng)級(jí)優(yōu)勢(shì)帶來的賦能價(jià)值更加不容忽視。