分散式架構促進次世代電動車系統提升

2021 年 10 月 12 日

電動車(EV)及混合動力汽車(HEV)不斷演變發展,其內部的電子裝置也是如此。電子裝置數量的增加也影響汽車的整體外型及功能。不過,駕駛者的心態並未改變,仍然期望EV及HEV能在經濟實惠的情況下,持續行駛更長的距離、加快充電速度,並提高安全性。

傳統方法屬於集中式電源架構,其中使用一個中央變壓器及單一偏壓控制器,為所有閘極驅動器產生偏壓電壓。集中式架構因成本低而成為熱門的解決方案,但較難以管理故障及調節電壓,也不容易配置。也可能受到更多雜訊干擾,並需要在系統的單一區域設置高大且沉重的元件。

開發者為了確保安全和可靠性,在動力傳動系統內採用備用供應的電源已成為常態。分散式電源架構能夠近距離向各個閘極驅動器指派專屬該區域且調節完善的偏壓電源供應,達到電動車環境所需的可靠度標準。這類架構提供備援能力,並可改善系統對單點故障的反應方式。

電動車需要高標準的可靠度及安全性,同樣要求也適用於電源轉換的個別電子裝置。各種元件必須在125°C以上的環境溫度中,以妥善控制且經過驗證的方式運作。智能的絕緣式閘極驅動器包含多項安全及診斷功能。UCC14240-Q1運用德州儀器(TI)整合式變壓器技術,以及低電容的3.5-pF一次到二次側寄生電容,可減輕高速切換產生的EMI,並能輕鬆實現150V/ns以上的CMTI。

在分散式架構中,偏壓供應器位置接近絕緣閘極驅動器,可確保簡化印刷電路板佈線圖,並能更妥善調節向閘極驅動器供電的電壓,最終驅動電源開關閘極。且可大幅提升絕緣式高壓環境的可靠度,不過必須面對額外元件的尺寸及重量增加的挑戰。如UCC14240-Q1偏壓供應模組的完全整合電源解決方案,能夠進行高頻率切換,並同時縮減系統級的空間及重量。

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