基于SiC的完整“傻瓜型”逆變器參考設(shè)計(jì)為先進(jìn)電機(jī)應(yīng)用鋪平了道路

先進(jìn)電機(jī)應(yīng)用（如高轉(zhuǎn)速、高頻、高功率密度、高溫等）需要相匹配的逆變器支持，但業(yè)界一直為其開(kāi)發(fā)難度所困擾。全球領(lǐng)先的高溫半導(dǎo)體解決方案提供商CISSOID公司近期推出的基于碳化硅（SiC）功率器件的完整逆變器參考設(shè)計(jì)很好地解決了這一問(wèn)題。該參考設(shè)計(jì)整合了CISSOID 公司的SiC高壓功率模塊和相匹配的集成化柵極驅(qū)動(dòng)器，Silicon Mobility公司的控制板和軟件，超低寄生電感的直流母線電容和EMI濾波器，直流和相電流傳感器等其它附件。由此為先進(jìn)電機(jī)應(yīng)用提供了一個(gè)已全面集成的完整“傻瓜型”逆變器開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

這樣，針對(duì)先進(jìn)目標(biāo)電機(jī)應(yīng)用，用戶(hù)可輕松設(shè)置參數(shù)與之適配，僅幾個(gè)工作日內(nèi)即可完成校準(zhǔn)，使目標(biāo)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，由此來(lái)開(kāi)展各種測(cè)試和實(shí)驗(yàn)，為最終電機(jī)應(yīng)用的產(chǎn)品定型提供依據(jù)，其簡(jiǎn)易性大大節(jié)省了研發(fā)時(shí)間和工程人力資源，為用戶(hù)快速實(shí)現(xiàn)先進(jìn)電機(jī)應(yīng)用的產(chǎn)品化提供了強(qiáng)有力的支持。隨著SiC功率器件的日趨成熟和普及，將大力推動(dòng)電機(jī)的先進(jìn)應(yīng)用，同時(shí)也會(huì)促使逆變器更加“智能化”和“傻瓜化”。

目前該參考設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)版本支持高達(dá)350KW/850V的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其硬件如碳化硅功率模塊、驅(qū)動(dòng)板、母線電容等已有多種型號(hào)進(jìn)行相互置換，以適應(yīng)用戶(hù)的特殊需求；而其控制板軟件設(shè)計(jì)包含了對(duì)各種類(lèi)型電機(jī)和各種算法控制等技術(shù)參數(shù)的選擇設(shè)置，包括Silicon Mobility的為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成應(yīng)用所開(kāi)發(fā)的控制軟件OLEA? APP INVERTER。因此，該完整“傻瓜型”逆變器參考設(shè)計(jì)可適應(yīng)各種功率大小、各種類(lèi)型、各種算法控制及各種應(yīng)用環(huán)境的電機(jī)應(yīng)用，尤其適應(yīng)于有如高轉(zhuǎn)速、高頻、高功率密度、高溫等先進(jìn)應(yīng)用要求的電機(jī)。

SiC功率器件的高壓、高頻、高功率密度和高溫等優(yōu)越性能為先進(jìn)電機(jī)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。然而，用戶(hù)通常需要自己開(kāi)發(fā)所有硬件，然后將第三方控制軟件集成到他們的設(shè)計(jì)環(huán)境中。這種傳統(tǒng)方式非常耗費(fèi)時(shí)間和工程人力資源，并且需要深入了解基于SiC的功率系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這樣看來(lái)，CISSOID推出的完整逆變器參考設(shè)計(jì)已經(jīng)為用戶(hù)完成了這些費(fèi)時(shí)費(fèi)力的基礎(chǔ)工程工作，使用戶(hù)可直接利用這一參考設(shè)計(jì)平臺(tái)開(kāi)展測(cè)試工作，由此快速地實(shí)現(xiàn)電機(jī)應(yīng)用的產(chǎn)品化定型。

基于這一“傻瓜型”平臺(tái)的測(cè)試和產(chǎn)品化設(shè)計(jì)完成后，用戶(hù)可以按照物料清單選擇采購(gòu)整個(gè)逆變器方案的全部材料，或只是購(gòu)買(mǎi)已整合柵極驅(qū)動(dòng)的碳化硅智能功率模塊（IPM）和控制板等核心部件, 而其他組件和逆變器外殼等組件則可從他們的首選供應(yīng)商處采購(gòu)。這樣，用戶(hù)即可以迅速地將逆變器整合到目標(biāo)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，并快速地投入電機(jī)動(dòng)力總成系統(tǒng)的生產(chǎn)。

電動(dòng)汽車(chē)的蓬勃發(fā)展正促使電驅(qū)動(dòng)總成加速演進(jìn)，高壓平臺(tái)、碳化硅電機(jī)控制器市場(chǎng)占比不斷提升，電驅(qū)動(dòng)總成也日趨三合一或多合一，并逐步走向深度融合。這也會(huì)推動(dòng)分布式驅(qū)動(dòng)在乘用車(chē)領(lǐng)域有所突破，目前輪邊驅(qū)動(dòng)乘用車(chē)已開(kāi)始上市，盡管輪轂電機(jī)在乘用車(chē)大規(guī)模應(yīng)用尚未完全成熟。此外，電動(dòng)車(chē)的電驅(qū)動(dòng)進(jìn)步也帶動(dòng)了其它工業(yè)領(lǐng)域的先進(jìn)電機(jī)應(yīng)用，因而業(yè)界迫切需要通用型逆變器平臺(tái)來(lái)支持這一趨勢(shì)的發(fā)展，以求縮短研發(fā)時(shí)間，并加快產(chǎn)品化速度。

總之，碳化硅功率器件在導(dǎo)通電阻、阻斷電壓和結(jié)電容方面的性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)硅基功率器件，能夠支持先進(jìn)電機(jī)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)更高的功率體積密度、更高的功率質(zhì)量密度、更高的開(kāi)關(guān)頻率、更高的效率，乃至更高的工作溫度并降低冷卻系統(tǒng)的復(fù)雜程度。然而，實(shí)現(xiàn)這些更高性能對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。CISSOID推出這一個(gè)完整的“傻瓜型”逆變器參考設(shè)計(jì)的目的，就是為了幫助開(kāi)發(fā)先進(jìn)電機(jī)應(yīng)用的用戶(hù)減輕設(shè)計(jì)難度，節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間和人力資源的投入，并快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。