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让电动汽车牵引逆变器设计更灵活,成本更优的反激控制器

发布时间:2022-10-27

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图1 三合一电驱动

图1为市面常见三合一电驱动,通常牵引逆变器和电机,减速器会集成化。普遍一台电动汽车会配置一台电机和牵引逆变器(图2),部分高端车型会配置前后四驱,两台或超过两台电机和牵引逆变器。

LM5155x-Q1和LM5156x-Q1是德州仪器的全新一代反激控制器:

●    符合面向汽车应用的 AEC-Q100 标准,且提供功能安全。

●    两个物料Pin2Pin兼容且分别支持不同的5V 至 45V和3.5V 至 60V宽输入工作范围。

●    低功耗、高效率,可满足100mV ±7% 低限流阈值,

●    提供强大的5A 峰值标准 MOSFET 驱动器,支持外部 VCC 电源。

●    整体方案尺寸小,设计简单,BOM成本低。

●    LM5156x-Q1额外支持可选双随机展频, 可降低EMI的影响。

如图3牵引逆变器示意图所示:

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1. 在12V 主电源上,采用隔离式反激设计,将蓄电池的12v电压转化为+15v或-9v供电给Gate Driver。TI提供基于LM5155/6的该隔离式反激参考设计,见图4开发板,为四个独立电源轨供电,每个电源轨可提供 14V 的电压和 300mA 的电流。同时具有以下特性:

●    通道之间的电压隔离较高、电容较低

●    初级侧调整,无光耦合器

●    适用于高侧和低侧 IGBT 驱动器

●    禁用时静态电流为零

●    开关频率 (500KHz) 较高,允许使用小型变压器和滤波器组件

 

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图 4 汽车四轨 17W 隔离反激式参考设计开发板

2. 同时根据ISO 26262规定,如果主电池故障时,需要提供备份电源来保证牵引逆变器工作不受影响。例如采用从高压400V电池输出12V备份供电。TI提供基于 LM5155/6的高压反激方案。 该参考设计提供 15V/22W 隔离输出,可见图5开发板,电源可由 200V-480V 直流输入供电。同时具有以下特性:

●    无需光耦合器即可实现初级侧调节

●    外形紧凑,具有隔离式反激功能

●    双随机展频,可降低 EMI (LM5156)

 

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图 5 200V - 480V 直流输入,22W 反激式隔离型电源参考设计开发板   

来源:TI

作者:Oliver Ling/Peihai Liu

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