8A汽车级隔离驱动芯片,改变汽车底盘电机隔离驱动格局

2018-05-23 世强
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汽车底盘电机驱动器主流设计以I公司的主控MCU+I公司隔离驱动芯片1ED020I12-FA或A公司的隔离驱动光耦ACPL-32JT为主,基本霸占市场总份额70%以上甚至更多,不过随着车型的小型化大功率输出趋势发展,市场上对隔离驱动芯片的输出电路流能力、绝缘耐压安全等级要求越来越高。而隔离驱动芯片1ED020I12-FA和ACPL-32JT分别有各自的致命弱点:


1、1ED020I12-FA隔离驱动磁耦,不是加强绝缘设计,仅是功能绝缘,不提供防电击绝缘保护,其内部绝缘穿透距离DTI是μm级,最大瞬态隔离电压VIOTM只有6000V,相比同类竞争产品最高可做到8000V,差距很明显,故其绝缘耐压是其最致命短板。同时其最大峰值驱动输出电流仅2A,必须外接推挽电路已获得更大的输出电流能力,对空间有限的小尺寸设计很不利。

2、ACPL-32JT隔离驱动光耦内部集成flyback controller用于隔离DC-DC,优点是简化隔离电源的设计,缺点是因内部集成flyback controller,其原边内置开关MOSFET导致开关频率上不去,否则会发热严重,一般推荐开关频率工作在16kHz以下,尽管标称80kHz,那也是没办法使用的。

 

为改进如上的设计缺陷,世界知名的Power Integrations(以下简称PI)早在2012年收购瑞士IGBT公司concept布局IGBT驱动器研发,2013年在德国Ense开设一家新的IGBT设计中心,该设计中心基于其驱动核开发半定制门极驱动设计,并利用concept的SCALE-2平台为大型项目研发和量身定制驱动器,最终于2017年发布SCALE-iDriver™ IC,代表型号为SID11x2K,峰值输出电流有2.5A、5A、8A。其中SID1132KQSID1182KQ是经过汽车级AEC-Q100 Grade1认证的,本文主要是探讨SID1182KQ的技术能力。

 

下面先提供一下PI汽车级隔离驱动芯片SID1182KQ和1ED020I12-FA、ACPL-32JT主要技术参数对比,参考如下图1所示。

 

图1:PI汽车级隔离驱动芯片SID1182KQ和1ED020I12-FA、ACPL-32JT技术参数对比

 

通过如上的技术参数对比,不难看出PI汽车级隔离驱动芯片SID1182KQ的技术参数非常完美:

1、I类物质封装材料 + 0.46mm绝缘穿透距离 + 9.5mm爬电距离+加强绝缘设计=最高等级的安全绝缘耐压能力。

2、最大驱动峰值输出电流达8A,业界最高,可直接驱动IGBT电流达600A,可达到的驱动率为110KW,节省推挽电路,简化电路设计,减少PCB板使用面积,更利于系统结构的布线。

3、SID1182KQ芯片内置推动级采用双N沟道Mosfet进行推动,且开通MOSFET的沟道电阻的典型值为0.76Ω,为业界最低,在工作的时候自身发热极低。在80℃时才需要降额处理,而同类竞品在25℃时就需要降额处理,可参考如下图2所示。

图2:SID1182KQ隔离驱动芯片的温度降额曲线

 

上面的技术问题探讨完毕,下面再谈下大家最关心的成本问题,下面以A公司的隔离驱动芯片+推挽输出8A的隔离驱动应用电路和PI SID1182K(与SID1182KQ完全兼容)隔离驱动应用电路为例,参考如下图3所示,可以看到PI SID1182K的电路设计相比A公司的隔离驱动电路简化很多外围器件设计,主要如下:

1、 SID1182K内置稳压器,只需单电源供电(+22V~+28V),+15 V是被稳压,可节省1路隔离负压设计,节省1路变压器二次侧绕组、整流二极管、线性稳压器等。

2、 节省推挽三极管

3、 节省DESAT管脚稳压二极管

4、 VCE管脚用低成本电阻串替代

5、 可以使用2 layer PCB设计


综合eBOM成本可节省1美金以上,当然附加的价值还有简化电路设计的复杂度,可以大大缩短开发时间,可节省人力工时成本等。

 

图3:PI SID1182K隔离驱动应用电路A公司+推挽输出8A电流驱动电路对比图示

 

最后,总结下PI SID1182KQ隔离驱动核心竞争优势:

1、最高等级的安全绝缘耐压能力:I类物质封装材料 + 0.46mm绝缘穿透距离 + 9.5mm爬电距离+加强绝缘设计

2、业界最高的8A最大驱动峰值输出电流,可直接驱动IGBT电流达600A,可达到的驱动率为110KW,节省推挽电路,简化电路设计。

3、最低的芯片发热,内置推动级采用双N沟道Mosfet,开通电阻仅0.76Ω,业界最低,高开关频率下带来芯片发热最低的器件优势。

4、采用SID1182KQ可节省综合eBOM成本1美金以上,当然附加的价值还有简化电路设计的复杂度,可以大大缩短开发时间,可节省人力工时成本等。

 

PI隔离驱动SID1182KQ以其卓越的技术优势势必在EV、HEV、商用车、大巴等汽车领域得到广泛的应用,后期会出现三足鼎立还是一家独大,让我们拭目以待。如果您感兴趣记得收藏和点赞哦,感谢!有问题请留言或电话联系世强400-887-3266。

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优选器件方案  -  WEIDMUELLER,LITTELFUSE,LAIRD,SILICON LABS,CREE,RENESAS,VINCOTECH,STANDEX-MEDER,II-VI MARLOW,EPSON,PI,ROGERS,MELEXIS  - V1.1 PDF 中文 下载

求一款英飞凌FF600R12ME4的驱动芯片,汽车级应用的?

在驱动器方面,推荐PI品牌的SID1182KQ,可以参考文章:【经验】教你验证SID1182K隔离驱动芯片能否驱动600A/1200V IGBT模块。在IGBT方面,推荐Vincotech E3模块A0-VS122PA600M7-L759F70,规格为1200V/600A,可Pin To Pin兼容FF600R12ME4半桥 IGBT功率模块,同时相比FF600R12ME4可降低5~10%设计成本。

技术问答    发布时间 : 2019-01-16

【经验】教你验证SID1182K隔离驱动芯片能否驱动600A/1200V IGBT模块

IGBT驱动电路设计的优劣、驱动参数设置是否合理,关系到IGBT能否长期稳定的工作。本文我们就以Vincotech的IGBT模块(A0-VS122PA600M7-L759F70)和PI隔离驱动芯片(SID1182K)为例,验证SID1182K能否驱动600A/1200V IGBT模块。

设计经验    发布时间 : 2019-01-02

【方案】高效中央空调变频控制器优选器件方案

描述- 本方案针对传统的中央空调变频器体积大、单管数量多的缺点,采用Vincotech(威科)高集成度的PFC模块和逆变模块,配合Renesas(瑞萨电子)高性能电机控制MCU,可以帮助客户快速构建具备高质量、高性能电机驱动和功率因数校正功能的空调变频器方案,实现中央空调变频器高集成度模块化设计,提高功率密度和整机效率。

型号- 92ML,0505025.MX52LEP,TFLEX HD300,SID1132K,CMS-R010-1.0,R5F562TAADFP,EFM32TG11B320F128GM64-A,SMBJ18CA,PS9531L3,RBN50H65T1GPQ-A0,10-FZ062TA030SM-P986D13,10-FZ062TA050SM-P987D13,PS9402,BVE-A-R002-1.0,10-ZB066PA030SB-M996F08,PS9031,INN2904,MLX91210,D25JEB80V,SI8621BD-B-IS

优选器件方案  -  ISABELLENHUETTE,RENESAS,VINCOTECH,SHINDENGEN,LITTELFUSE,PI,LAIRD,ROGERS,SILICON LABS,MELEXIS  - V2.0 PDF 中文 下载

新能源汽车电机控制器中IGBT,芯片,电容未来的技术发展趋势?

新能源汽车电机控制器,未来会朝着高功率密度、低损耗、高效率的方向发展。对于具体的器件应用: 1)IGBT使用最新一代晶圆,采用先进的的封装工艺,实现更低的开关和导通损耗。代表产品为Vincotech的E3系列模块; 2)电驱控制器高度集成,功率密度高。需要使用耐高温、纹波承受能力强的薄膜电容,代表产品为WIMA DC-LINK MKP 4系列; 3)IGBT驱动芯片需要集成饱和压降检测、软关断功能,且需要较强的驱动能力。代表产品为PI的Idriver系列。 相关资料可以在世强官网或者APP搜索。

技术问答    发布时间 : 2017-03-21

【方案】高效率便携式逆变电焊机优选器件方案

描述- 本方案采用Vincotech(威科)高集成度IGBT模块,集成单相整流桥、双路交错PFC和H桥逆变电路,集成度高,可以实现元器件与风道互相隔离,达到更高的防护等级。同时双路交错PFC电路可以将功率因数提高到99%以上,有效提高电网利用率,实现高效率、高防护等级与低损耗的逆变电焊机设计方案。

型号- 92ML,RJH60F5DPQ,0505025.MX52LEP,TFLEX HD300,MKS4J033305D00KSSD,CMS-R010-1.0,R5F562TAADFP,SMBJ18CA,PS9531L3,PS9402,BVE-A-R002-1.0,RBN75H65T1GPQ-A0,PS9031,INN2904,D25JEB80V,SI8621BD-B-IS,10-FY07ZAB075SM-L515B08

优选器件方案  -  ISABELLENHUETTE,RENESAS,VINCOTECH,SHINDENGEN,LITTELFUSE,PI,LAIRD,ROGERS,SILICON LABS,WIMA  - V2.0 PDF 中文 下载

Moisture Sensitivity Level (MSL) Packaging Information

型号- DPA425PN,LYT0006D,TNY380GN,INNOSWITCH3-EP,LNK586GG-TL,TOP102YN,TNY284KG,TNY275PG,INN2025K,TNY275PN,TOP414GN,LNK576DG,LYT0005P,LQA30T200C,TOP262LN,TOP257YN,LYT4X27E,LQA20B300C,LNK562DN-TL,TOP254GN-TL,TNY286PG,LYT0005D,DPA426R-TL,LYT0004P,TOP222YN,TFS75BHG,LYT4X28E,LQA40B200C,SEN012DG,LQA30B150C,CAP013DG,TOP269KG-TL,INN3379C,INN34X6C,LNK460VG,INN3464C,INN34X7C,LYT0004D,TOP260EN,INN2023K,TNY253PN,CAP05DG,TOP242PN,TOP271EG,LYT4X25E,LNK417E/L,TOP268VG,BRD1161C-TL,LNK456DG,CAP002DG,LYT14020,LXA10FP600,TFS762HG,TNY264PG,LCS701LG,TNY264PN,INN2024K,LYT0002P,CAP006DG-TL,TOP253PN,PFS708EG,LYT4X26E,TOP200YN,TOP244R-TL,TOP2456N,TOP253PG,TOP246YN,TNY375PN,LNK616GG-TL,TOP412GN,TNY277PG,TOP100YN,LYT0002D,TNY286KG,LYT1403D,TOP243R-TL,TNY277PN,TOP260LN,INNOSWITCH-CP,TOP255YN,TOP260LG,TOP271KG,DPA423GN,TNY288PG,TNY375DG-TL,LNK405E/L,LQA12B300C,TOP209PN,LYT1404D,LNK302DN-TL,TOP266VG,TNY289KG-TL,CAP015DG,INN3468C,LNK362DG-TL,DPA425R-TL,INN2003K,TNY255PN,TNY380GN-TL,SID1183K,TOP233YN,PKS605YN,LNK606DG,LCS701HG,INNOSWITCH-EP,LCS703LG,HIPERTFS,TNY286DG-TL,LNK362PN,CAP004DG,TNY266PG,TFS764HG,INN2004K,PFS706EG,INN2005K,TNY266PN,QH05TZ600,LXA08FP600,SID1182K,TOP244YN,CAP200DG,LNK563DG-TL,LNK304DG-TL,INN3264C,TOP242R-TL,TNY267GN-TL,INNOSWITCH3-MX,CAP300DG,LNK501GN,LNK603DG-TL,LNK6XX3E,LNK415E/L,LNK305GN,LNK6446D,LNK585GG-TL,LNK362PG,INN3265C,LNK564DG-TL,DPA425GN,LYT6077C,PFS728EG,LNK501GN-TL,LXA08T600C,LNK606GG,TNY380PN,LNK302DG-TL,TOP264VG,LNK6XX4V,CAP017DG,HIPERLCS,LNK6XX4K,TNY378GN-TL,HIPERPLC,PKS606FN,INNOMUX3,LNK6XX5E,TNY265GN-TL,TOP245GN-TL,LNK6448E,LNK6424D,TNY287DG-TL,LNK563DN-TL,PFS7533H,INN3370C,DPA424R-TL,LNK604DG,TOP249FN,LNK364PN,CAP006DG,LCS703HG,LNK6XX3K,LNK6448K,LNK403E/L,LYT6075C,PFS704EG,LNK6XX4E,LNK305DG,LNK6425D,PFS7534H,TOP255GN-TL,DPA422GN-TL,LNK305DN,LQA10N200C,BRD1163C-TL,TOP242YN,LNK6XX3V,LNK615DG,LNK6XX6V,LNK353PN,INN3268C,INN3377C,CAP014DG-TL,TNY275GN-TL,LNK6XX6K,TOP269EG,TNY280GN,LNK460KG,CAP200DG-TL,LNK6426D,LYT4X23E,LNK6XX7E,LNK364PG,PFS7535H,LNK626DG,LNK626DG-TL,TOP270KG-TL,INN34X5C,LNK6XX5V,TNY284PG,INN3378C,LNK4302S,LNK586DG-TL,TOP258GN,LNK6XX5K,LNK6XX6E,PFS726EG,LNK6427K,LNK6427D,LYT4X24E,LXA16T600C,PFS7536H,INN3375C,LNK3696P,INN3266C,LNK6XX8V,LNK562GN-TL,TOP222GN-TL,CAP019DG,LYT6078C,LNK6XX8K,TFS757HG,LNK6428K,LNK6XX9K,LNK413E/L,LNK6428E,LYT4X21E,LNK6404D,LNK6XX9E,LQ10N200CQ,PFS7537H,QH08BZ600,LNK6XX7V,TNY290KG-TL,TOP247FN,HIPERPFS,LCS705HG,TOP258EN,INN3267C,INN3376C,LYT6079C,CAP008DG,PFS713EG,LNK6XX7K,TOP258EG,DPA423R-TL,LNK6405D,LYT4X22E,LNK6XX8E,LYT0006P,LNK613DG,LNK562PN,PFS7623L,PFS7538H,LNK3696G,PFS7623H,LNK562PG,LNK3694G,TNY290PG,LYT5218D,LNK4323S,TNY375DG,LNK604DG-TL,LNK3694P,TOP267EG,LNK362GN,LNK364GN-TL,LQA20T300C,TNY268GN-TL,LNK4215D,LNK624DG,LNK6406D,PFS7527H,PFS7636H,TOP260YN,LNK4322S,DPA423GN-TL,LNK6XX9V,LYT0004D-TL,TOP210GN,TOP256GN,PFS712EG,TOP269KG,LNK6407K,TNY284KG-TL,PFS7528H,CHY103DG,LNK4323D,TNY288DG,LNK4214D,TOP258LG,LNK6407D,TNY255GN,LYT33X8D,LNK606PG,LYT7504D,LNK500GN-TL,TNY264GN-TL,CAP016DG-TL,PFS723EG,TOP223GN,LNK6408K,PFS7529H,LNK6408E,LINKSWITCH-LP,LQA60A300C,TNY268GN,BRD1261C-TL,TOP271VG,LXA06T600,TNY288KG-TL,LNK362DG,TNY377GN,TOP256EN,TOP256EG,TOP245FN,LNK457VG,TOP234GN,LNK362DN,LNK564PN,LNK304DN-TL,LNK564PG,TNY279GN,LNK363DG-TL,LXA03D530,INN3163C,INNOSWITCH3-CP,PKS605FN,TOP243GN,LNK364GN,INN2604K,INN3162C,LINKSWITCH-HF,INN3164C,PFS710EG,LNK353GN,TOP254GN,TOP258PN,TOP256LG,CHY101DG,TOP267KG,TOP258PG,LNK604PG,LINKSWITCH-II,TOP221GN,LQA30A300C,SEN012DG-TL,TOP258LN,TOP254EG,LINKSWITCH,TOP258MG,LNK584GG,LXA12T600C,SEN013DG-TL,CAP007DG-TL,LINKSWITCH-HP,LNK615PG,LNK4013S,CAP03DG-TL,TNY290KG,TOP232GN,LNK364DG,TOP254EN,TNY379GN,TOP258MN,TOP264KG-TL,TOP243FN,LNK364DN,LNK4014D,TOP265EG,INN2603K,LQA10T300,LNK520PN,CAP017DG-TL,LQZ10T150C,LXA08B600,LNK613DG-TL,LNK410E/L,INN3270C,TOP244GN-TL,TNY377PN,LNK4012S,LNK626PG,TOP250R-TL,LYT0002D-TL,LNK520GN-TL,LXA08T600,TNY288KG,TNY279PG,LNK562GN,TNY279PN,LNK4013D,TOP245PN,LQA08TC600,LNK563GN-TL,LNK302PN,LINKSWITCH-CV,TOP252GN,LYT1602D,TNY284DG,TOP210PN,TOP256PN,LNK584DG,TOP265KG,LNK409E/L,TOP256PG,PKS603PN,TOP203YN,TOP249YN,LNK3296G,LNK562DG-TL,LNK3296P,TOP256LN,TOP252EG,LYT1603D,TOP256MN,TOP256MG,LNK586GG,TOP223PN,PKS607YN,TNY264GN,TNY274GN-TL,INNOSWITCH3-PRO,LNK420E/L,LNK613PG,LNK306DG-TL,LNK562DN,TOP252EN,TNY268PN,LYT1604D,LNK562DG,TOP234PN,TNY275GN,TOP227YN,LYT33X4D,TNY379PN,LNK3294G,LNK419E/L,LNK3294P,TOP250FN,LNK624PG,TOP261EN,LNK564GN,TOP243PN,TOP269VG,LYT7503D,LNK304PN,BRD1160C-TL,CAP013DG-TL,TOP221GN-TL,LNK500PN,TNY286DG,TOP254PN,LNK457KG,TNY253GN,TOP268KG-TL,TOP201YN,TOP247YN,DPA423PN,TOP254PG,LNK3604P,PKS605PN,LNK585DG-TL,LYT5216D,IMX112U,TOP103YN,TOP221PN,TNY379GN-TL,TOP254MN,INNOSWITCH-CH,TNY266GN,LQA05TC600,TOP254MG,TOP271KG-TL,INNOSWITCH-CE,LNK363DN-TL,LXA20T600,TOP214YN,LYT33X5D,IMX111U,NN3478C,CAP019DG-TL1,TNY375GN,LNK407E/L,LNK564DN,HIPERTFS-2,TOP232PN,LNK564DG,TOP414GN-TL,BRD1260C-TL,LNK3604G,TFS760HG,IMX111J,LNK3604D,TOP261EG,TNY277GN,LYT33X6D,TOP225YN,INN3672C,TOP267VG,CAP014DG,INN3696C,LNK406E/L,LNK520GN,LQA06T300,TNY28

封装信息/封装结构图  -  PI  - Revision 4.9  - April 6, 2021 PDF 英文 下载 查看更多版本

【经验】门极驱动芯片的驱动功耗及IC结温估算方法

本文以PI公司推出的SID1182K为例,分析了驱动功耗和IC结温估算,以方便进行驱动芯片可靠性评估,从而维护系统稳定性。

设计经验    发布时间 : 2018-02-18

SCALE-iDriver™(Automotive) Gate Driver SID11xxKQ

型号- SID1132KQ,SID1182KQ,SID1181KQ,SIC1182KQ,SIC1181KQ

商品及供应商介绍  -  PI  - 2022/3/31 PDF 英文 下载

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品牌:PI

品类:混合IC

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品类:集成电路

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品类:Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)

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品牌:PI

品类:Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)

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品牌:PI

品类:Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)

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品牌:PI

品类:Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)

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