當(dāng)前汽車行業(yè)正在發(fā)生巨大的變化。由于政府正在尋求降低排放，該行業(yè)正在向電動(dòng)汽車過渡。到 2025 年，預(yù)計(jì)將有多達(dá)30%的新車銷售為電動(dòng)汽車?，F(xiàn)在最大挑戰(zhàn)是成本。如今，每千瓦時(shí)的平均電價(jià)已超過1000美元。到2024年，價(jià)格預(yù)計(jì)將跌至100美元以下。隨著越來越多的公司接受電動(dòng)汽車并對(duì)其技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，價(jià)格將繼續(xù)下降。而且，隨著價(jià)格的下降，電動(dòng)汽車的行駛范圍正在增加。現(xiàn)在最新的電動(dòng)汽車一次充電可以行駛480公里以上。加上行駛距離和充電站數(shù)量的增加，越來越多的消費(fèi)者希望能夠購買電動(dòng)汽車。
電動(dòng)汽車的偏置電源正在發(fā)生變化。工廠自動(dòng)化和機(jī)器人等其他應(yīng)用中的傳統(tǒng)電機(jī)控制使用具有多個(gè)輸出繞組的集中式電源為隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器提供電壓。雖然這些電路已經(jīng)存在了幾十年而且眾所周知，但汽車對(duì)安全和冗余的嚴(yán)格要求以及追求更輕重量和降低高度的趨勢(shì)變得更加重要。簡而言之，具有外部變壓器的偏置電源（如反激式和推挽式控制器）的高度、重量和面積阻礙了其在輕量級(jí)電子產(chǎn)品中使用分布式架構(gòu)。電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)需要采用更先進(jìn)且體積更小的集成式變壓器模塊。
德州儀器（TI）9月28日推出了尺寸更小、精度更高的1.5W隔離式直流/直流偏置電源模塊UCC14240-Q1。UCC14240-Q1使用專有集成變壓器技術(shù)，可幫助設(shè)計(jì)人員將電源解決方案的尺寸減小一半，以便用于電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和并網(wǎng)逆變器等高壓環(huán)境。
分布式電源架構(gòu)：具有更高效可靠的系統(tǒng)
分布式系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)眾多。傳統(tǒng)系統(tǒng)使用單一變壓器為各個(gè)組件供電，這給現(xiàn)實(shí)應(yīng)用帶來了挑戰(zhàn)。一是單一變壓器體積大、成本高，并且占據(jù)相當(dāng)大的空間，且在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制方面表現(xiàn)不佳。此外，一旦該變壓器或電源出現(xiàn)問題，整個(gè)系統(tǒng)亦會(huì)癱瘓。而在分布式系統(tǒng)中，如果某個(gè)偏置電源或柵極驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障，其余五個(gè)偏置電源仍在工作，汽車也將進(jìn)入安全模式，自動(dòng)?？吭诼愤叺却乱徊讲僮?。分布式架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了體積更小、重量更輕，抗振性更佳的優(yōu)點(diǎn)。
電動(dòng)汽車可能比內(nèi)燃機(jī)汽車重30%到35%。這些電動(dòng)汽車的電池很重，逆變器、車載充電器和其他子系統(tǒng)會(huì)給汽車增加重量。因此，尋找如何能夠進(jìn)一步擴(kuò)大續(xù)航里程的方式是至關(guān)重要的。使用類似寬禁帶半導(dǎo)體這樣的技術(shù)是電動(dòng)汽車減輕重量的一個(gè)選擇。像SiC和GaN這樣的寬禁帶器件可以在更高的頻率下運(yùn)行。因此，當(dāng)你的開關(guān)在更高的頻率下運(yùn)行時(shí)，集成的動(dòng)力總成系統(tǒng)將車載充電器（OBC）和DC/DC轉(zhuǎn)換器結(jié)合在一起，磁性器件的尺寸會(huì)減小，從而減少變壓器的數(shù)量。最終，這些改進(jìn)，如集成化、寬禁帶、更高的開關(guān)頻率等，肯定有助于增強(qiáng)汽車的續(xù)航能力或減輕重量，最終增加汽車的續(xù)航里程。
UCC14240-Q1：提升電源轉(zhuǎn)換效率
UCC14240-Q1專為雙輸出電壓設(shè)計(jì)，比如由正17V和負(fù)4V電壓驅(qū)動(dòng)的碳化硅開關(guān)。正負(fù)電壓可通過外部電阻調(diào)節(jié)。該器件的開關(guān)頻率為13MHz，操作范圍為11~17MHz。該器件的變壓器與封裝會(huì)將初級(jí)至次級(jí)電容限制為3.5pF，這幾乎比競(jìng)爭解決方案低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。
UCC14240-Q1的輸出功率為1.5W。它可以更高的開關(guān)頻率運(yùn)行，因此采用該器件的解決方案的效率大于60%，但真正重要的特性是UCC14240-Q1可以在高達(dá)105℃的環(huán)境溫度下以1.5W的功率運(yùn)行。這是支持汽車應(yīng)用中IGBT開關(guān)和寬帶隙器件的關(guān)鍵。
由于減輕了電源及系統(tǒng)的重量，再加上誤差不超過1%的高精度輸出電壓，UCC1420-Q1的驅(qū)動(dòng)范圍可增加20%以上。使用類似SiC這樣的逆變開關(guān)，能以高精度、高效率的方式運(yùn)行并直接影響牽引逆變系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
（轉(zhuǎn)載）
