“断绝于电力体系传输中的作用至关主要,与低 EMI、功率密度、低 IQ 、低噪声及高精度并驱被认为是电源治理中的最年夜挑战。
断绝于电力体系传输中的作用至关主要,与低 EMI、功率密度、低 IQ 、低噪声及高精度并驱被认为是电源治理中的最年夜挑战。断绝技能可以阻断凹凸压电路,包管电子装备及人身安全。不管是工业主动化、楼宇主动化、智能电网、医疗装备还有是汽车运用,凡确保体系稳健靠得住运行均离不开断绝器件。以汽车为类,跟着新一代电动汽车从 400V 电池体系过渡到800V 电池体系,需要经由过程断绝来实现敏感电子元器件与快速瞬变高压组件之间的安全通讯。此外,新一代工业体系也为断绝技能带来了新的挑战。
德州仪器 (TI)于断绝技能范畴深耕25年,自2006年发布了业内首款SiO2电容断绝器起,于后面的二十多年中陆续发布及认证多款千伏级产物和业界多个首款产物,包括业内首款航天级SiO2数字断绝器、业内首款USB2.0断绝器、业内首款7500V加强型电断绝方案等。于电动汽车飞速成长中,TI 2020年发布出首款面向电动汽车的车规级断绝器件。不管从立异及产能方面该公司都作到了深切的研发及投资。今朝,TI 于断绝范畴拥有数字断绝器、断绝式ADC、断绝式放年夜器、断绝式接口 IC、断绝式栅极驱动器、合用在旌旗灯号断绝器的电源 、断绝式比力器、固态继电器等系列产物。
近日于媒体发布会上TI 电源开关、接口及照明部分副总裁兼总司理Troy Coleman以和德州仪器 (TI) 断绝开关部分Matthew Xiong为各人分享的TI于断绝范畴的立异,以和多款解决方案的发布。Troy 暗示,这些解决方案使用TI立异的断绝技能为新一代工业和汽车运用于高压及安全要害型运用中实现超高的事情电压及靠得住性,同时缩小解决方案尺寸并降低成本。这些不停增长的产物线以更经济、更好的新方式应答断绝挑战。
固态继电器产物系列
凡是需要以增长更多的组件来确保电动汽车电池治理体系等断绝高压情况中实现更高的靠得住性,云云便会造成车辆尺寸、重量及成本的增长。而TI 全新的固态继电器产物系列于单一芯片中集成为了电源及旌旗灯号传输,与竞品方案比拟,尺寸最多可削减90%,成本至多可削减 50%。采用电容及磁断绝技能,可接管来自节制器 IC 的低功耗输入,并为内部或者外部电源开关天生适合的高电流栅极驱动。可自行孕育发生次级偏置电源,无需外部断绝式电源。
该系列包罗基本型TPSI2140-Q1与加强型断绝开关及驱动器TPSI3050-Q1。据Troy 先容,TPSI3050-Q1 提供高达5000V的加强断绝,与持久利用易出妨碍的电机继电器解决方案比拟,事情寿命增长10倍,同时防止因时间久而老化。而TPSI2140-Q1 提供3750V基本断绝,帮忙电动汽车电池治理体系更快的监测高压电池治理体系的妨碍并使患上车辆到达安全尺度。
“断绝技能是确保电动汽车运行的基础,对于在汽车制造商及驾驶员而言至关主要,咱们的产物可经由过程单一的断绝樊篱,于几微秒内链接及断开负载”Troy 说。
该系列是TI固态继电器第一批产物,均已经量产别的TI 还有提供了TPSI3050Q1EVM及
TPSI2140Q1EVM评估模块测试。除了了汽车运用,TI 将会有更多的固态继机电产物面世,包括高压开关及驱动器,用在工业体系中旌旗灯号及电源的断绝。
业内首款加强型断绝式比力器
断绝式比力器可针对于高电压体系中的过流、过压、过热、欠压及过零检测提供断绝式解决方案保障装备的不变运行,于机电驱动器、太阳能逆变器以和汽车体系包括电动汽车充电器,牵引逆变器,车载充电器及DC/DC转换中不成或者缺。跟着年夜功率工业及汽车运用中对于晋升体系弹性的需求增长,设计职员需要开发可更有用容错的高压体系。
发布会上TI带来的第二款产物为业内首款加强型断绝式比力器AMC23C12。该产物联合了尺度比力器及稳健的电断绝樊篱, 实现断绝式双向过流、过压及过热检测。 同时缩小解决方案尺寸及降低成本。
AMC23C12值患上可选的四年夜理由
经由过程集成一个宽输入规模低压降稳压器、一个窗口比力器及一个周详电压基准,将解决方案尺寸缩小50%。
于最卑劣环境下跳变阈值精度低在3%,有助在工程师削减设计裕度,撑持更小尺寸的无源器件。
小在 400ns 的相应时间,提供超快过流及过压检测,从而更好地掩护体系。
经由过程单个外部电阻器实现可调跳变阈值,可促成差别设计反复利用。
该产物此刻TI.com上预售,此外,工程师还有可经由过程AMC23C12EVM 评估模块测试
此器件的机能。
超小型断绝式直流/直流断绝式偏置电源模块
“工业体系不仅需要断绝,还有需要高功率密度及低EMI,工程师需要于小型电源设计中实现更高的功率,从而内部的组件也要变患上更小更紧凑,这就对于在断绝及EMI造成更年夜的挑战。咱们很兴奋开发出冲破性的集成变压器技能,于芯片尺寸的实现了高密度断绝式直流/直流电源转换,同时可连结低EMI 及高靠得住性。”Troy暗示。
实在于2020年首款利用 TI 的集成变压器技能开发的器件UCC12050就已经推出,合用在工业运输电网基础举措措施及医疗装备。2021年发布的UCC14240-Q1是一款超小尺寸,精度超高的 1.5W 断绝式直流/直流偏置电源模块。合用在电动汽车、混淆动力电动汽车、机电驱动体系及并网逆变器。利用该器件,设计职员可以提高功率密度,现有解决方案体积至多可削减 80%。
以上提到的TI集成变压器技能,具备极低的低级到次级电容,并针对于 EMI机能举行了优化。同时于温度规模内具备业界精彩的精度:闭环节制于 -40°C 至 150°C 规模内可实现双输出,精度为±1.0%。 且具备 8妹妹 爬电间隔及间隙的加强型断绝可用在提防接地电势差,并连结稳健性。
近来,TI发布了其带有集成变压器的汽车类 SPI 可编程栅极驱动器及偏置的电源参考设计,内部采用 UCC14240-Q1。合用在牵引逆变器及车载充电器中电源开关的断绝式偏置电源及断绝式栅极驱动器。其特征以下:
●为牵引逆变器中年夜功率碳化硅开关提供断绝式偏
●置及断绝式驱动提供颠末测试的设计
●简化驾驶员高级掩护的功效安全认证
●撑持于 800V 动力总成中利用高断绝 3kV RMS
●单个 IC 上的 +15V/-5V 彻底断绝转换
Troy总结,不管是固态继电器、断绝式比力器、合用在旌旗灯号断绝器的电源等,TI立异的技能正于以更经济、更好的新方式应答断绝挑战,实现业内超高的事情电压及超高靠得住性,帮忙延伸体系寿命并提供掩护。而且使用方案集成的特征,年夜年夜简化设计、减小解决方案尺寸并降低成本。末了他夸大,从机械继电器过分到固态继电器,帮忙体系实现更高的靠得住性,更小的尺寸,而且于更高的温度规模,提供更多的开关次数,已经成为浩繁运用中的要害因素。