【应用】驱动比光耦强3倍的5KV隔离器助力HEV实现油耗节省

时间： 2019-09-05 来源：世强

技术问答

油电混合动力车（HEV）的主要特点就是用电动机驱动系统来实现节省燃油消耗。HEV系统中配置了多种汽车推进系统（如：汽车启动时的半电动或全电动驱动），其中最重要的逆变器系统配置，需要提供强大而又高效率的电机驱动。然而在复杂的电机驱动系统中，又需要有一个系统能将再生制动能量转移到对蓄电池进行充电的过程。这个系统就必须具备电机电动逆变功能和再生制动能量对蓄电池进行充电功能。

SILICON LABS提供了汽车级0.6A或者4A的门极驱动器Si826x系列，主要应用在油电混合动力车中的双向逆变驱动中。相比光耦驱动器(opto-drivers)，Si826x具有超高性能和稳定性的优势，主要指标体现在Si826x的耐温程度和生命周期更长、长期工作时间可以实现10倍的低FIT变化。并且可以实现高度的part-to-part匹配，具有>50kV/µs的高共模瞬态抑制能力，是逆变器设计中重要的门极驱动器件。

在电机驱动系统中，逆变器开关电压超过300V。这就要求安全绝缘以防危险事故发生。在混合动力车中许多应用都要求温度达到+125°C。Si826x系列通过了AECQ100 一级认证，因此能绝对满足此高温要求。Si826x是基于电容隔离技术，使芯片具有Vrms=5000V 隔离性能，并且当Si826x被击穿时，呈现出开路状态，以保证后级器件的绝对安全，这是光耦驱动器无法实现的性能。这种电容隔离提供加强绝缘，从而保证信号隔离及汽车和高温工作环境下应用的高可靠性。正是这种隔离技术，才能确保逆变系统稳定运行。

图1：Si826x系列隔离驱动器

Si826x提供峰值电流为0.6A或者4A，在逆变器系统中可以直接驱动高达1200V/300A的IGBT，这个指标已经超过光耦驱动器(opto-drivers)驱动能力的3倍。如果需求更大的输出电流以驱动更大的功率系统，在其外部增加电流缓冲加推挽电路即可实现。图2所示：一个简单的电机驱动逆变器系统，需要最少6个门极驱动单元来隔离功率开关。门极驱动提供了MCU与功率开关的绝缘隔离。

图2：电机驱动逆变器系统

Si826x完全符合在混合动力车系统的应用对隔离和绝缘的要求，它的一个关键特点是具备更高的开关共模噪声电压抑制能力，达到CMR 50KV/us Vrms=5000V。Si826x系列采用了电容隔离原理来实现这个性能。在共模瞬态变化期间，为了保证与光耦驱动器兼容性，Si826x在输入端只需要少许的电流和完成2次状态的关断即可，如图3所设计。

图3：高CMR的Si826x的输入设计

Si826x集成了IGBT保护功能，具有低时延、低偏差、高抗干扰性和宽温度范围的性能，并且支持故障和电源状态反馈、米勒钳位、去饱和检测，可以防止IGBT损坏，提供SOIC-8、DIP8、SDIP6、LGA8多种封装。

Silicon_Labs提供了优良的隔离器件来满足日益增长的混合动力车市场需求。Silicon Labs隔离器件已通过电动汽车委员会的AECQ100半导体压力测试规范认证和IEC62539的隔离器生命周期测试规范，同时通过JESD22-C101C、JESD22-A114E、JESD22-A115A等多个ESD测试规范，因此也符合混合动力车系统的应用情况。这就确保了高品质的规格标准，适合应用于电动汽车。

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全部评论（1）

Leel Lv7. 资深专家 2019-09-17

挺好的文章

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