TI為新能源汽車提供高效的雙向高壓DC-DC及車充解決方案

　　姚志成?（德州儀器（TI）?汽車業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理）

　　在能源汽車領(lǐng)域，德州儀器（TI）格外注重與中國(guó)的車廠及Tier-1/2的配合，希望以己之力幫助中國(guó)彎道超車。隨著市場(chǎng)的快速發(fā)展，政府的補(bǔ)貼退坡，外資車廠的加入，新能源汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)異常殘酷，消費(fèi)者對(duì)新能能源汽車的要求也愈發(fā)苛刻，車廠及其Tier-1/2必須在成本與性能這兩方面都下功夫。

　　以新能源汽車的典型應(yīng)用 —— 雙向高壓DC-DC，及車充OBC為例，如何提高單位功率密度，減小體積及重量，成為車廠要克服的挑戰(zhàn)，甚至，個(gè)別車廠提出了希望做多合一模塊，能復(fù)用MCU資源等一系列的挑戰(zhàn)想法。正是在此環(huán)境下，TI推出了UCC21530+TMS320F280049方案，從系統(tǒng)層面驅(qū)動(dòng)基于SiC的OBC+（DC-DC）系統(tǒng)。相較于傳統(tǒng)方案，該方案將客戶的系統(tǒng)縮小到原來(lái)的1/5，在不同工作模式下復(fù)用MCU資源，即便SiC材料現(xiàn)階段較貴，但整體系統(tǒng)成本還是比老方案成本減少20%以上，系統(tǒng)質(zhì)量也大幅度減少，很好地幫助了客戶實(shí)現(xiàn)小型化、高能量密度、多合一功能的實(shí)現(xiàn)。

　　其中，TI的UCC21530是一款隔離式雙通道柵極驅(qū)動(dòng)器，具有4 A峰值拉電流和6?A峰值灌電流。該驅(qū)動(dòng)器可驅(qū)動(dòng)高達(dá)5 MHz的IGBT和SiC MOSFET，具有一流的傳播延遲和脈寬失真度。驅(qū)動(dòng)器通道之間具有3.3 mm的間距。它的輸入側(cè)通過(guò)1個(gè)5.7 kV RMS增強(qiáng)型隔離層與2個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器隔離，共模瞬態(tài)抗擾度 (CMTI) 的最小值為100 V/ns。2個(gè)次級(jí)側(cè)驅(qū)動(dòng)器之間的內(nèi)部功能隔離支持高達(dá)1 850 V的工作電壓。

　　該驅(qū)動(dòng)器可配置為2個(gè)低側(cè)驅(qū)動(dòng)器、2個(gè)高側(cè)驅(qū)動(dòng)器或1個(gè)死區(qū)時(shí)間 (DT) 可編程的半橋驅(qū)動(dòng)器。EN引腳拉低時(shí)會(huì)同時(shí)關(guān)閉2個(gè)輸出，懸空或拉高時(shí)可使器件恢復(fù)正常運(yùn)行。作為一種失效防護(hù)機(jī)制，初級(jí)側(cè)邏輯故障會(huì)強(qiáng)制2個(gè)輸出為低電平。

　　憑借上述所有高級(jí)功能，UCC21530可以在各種電源應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)高效率、高功率密度和穩(wěn)健性。

　　而Piccolo? TMS320F280049 (F28004x)是一款功能強(qiáng)大的32位浮點(diǎn)微控制器單元 (MCU)，可讓設(shè)計(jì)人員在單個(gè)器件上集成關(guān)鍵的控制外設(shè)、差分模擬和非易失性存儲(chǔ)器。

　　實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)基于TI的32位 C28x CPU，可提供100 MHz的信號(hào)處理性能。C28x CPU的性能通過(guò)新的TMU擴(kuò)展指令集和VCU-I擴(kuò)展指令集得到了進(jìn)一步提升，TMU擴(kuò)展指令集可快速執(zhí)行包含變換和扭矩環(huán)路計(jì)算中常見(jiàn)的三角運(yùn)算的算法，VCU-I擴(kuò)展指令集可降低編碼應(yīng)用中常見(jiàn)的復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算的延遲的需求。

　　綜上所述，TI通過(guò)UCC21530與TMS320F280049結(jié)合SiC的方案，為解決客戶的挑戰(zhàn)提供了可能。

　　實(shí)際上，以上只是TI服務(wù)汽車領(lǐng)域的一個(gè)很小案例。TI在汽車領(lǐng)域所服務(wù)的市場(chǎng)細(xì)分為四大板塊：ADAS系統(tǒng)，車身電子及照明系統(tǒng)，新能源車系統(tǒng)，以及影音娛樂(lè)與儀表盤系統(tǒng)。得益于背后豐富、強(qiáng)大的產(chǎn)品線，TI從處理器、MCU等EP（嵌入式處理）數(shù)字芯片，電源、信號(hào)鏈等模擬芯片，及黑科技DLP^?芯片，完整地覆蓋了汽車各個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用。

　　（注：本文來(lái)源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2020年第05期。）