基於PI InnoSwitch3-AQ INN3949CQ 之 60W 於800Vdc Bus with 50-1000Vdc Input方案

Power Integrations (NASDAQ:POWI) 這家節能型功率轉換領域的高壓積體電路(IC)的領導廠商今日宣佈為該公司的InnoSwitch3系列返馳式切換開關IC擴充900V氮化鎵(GaN)與1700碳化矽(SiC)。新款IC採用公司專有的PowiGaN技術,輸出功率高達100瓦,效率超過 93%,不僅省去了使用散熱片的需求,還簡化了空間有限的應用設計。

InnoSwitch3設計還提供卓越的輕載效率,是在低功率睡眠模式下為電動車輛提供輔助電源的理想選擇。符合 AEC-Q100 標準的 InnoSwitch3-AQ 系列特別適用於採用400伏特匯流排系統的電動車輛,其中900V PowiGaN與1700V Sic切換開關可提供 12 伏特電池更換系統所需的更大功率和更高的設計餘裕,與矽基轉換器相比效率更高。

Power Integrations的汽車業務發展總監Peter Vaughan表示:「電動車輛的主要匯流排電壓為 400 伏特。電動車輛製造商在不斷最佳化他們的新一代400伏特系統,並重新設計車輛中的各種功率階段,例如車載充電器。900V PowiGaN與1700V Sic 切換開關極為有用,因為它可以輕鬆適應汽車環境中經常出現的高電感雜訊峰值。我們的 GaN 技術所提供的額外功率可滿足電動車輛製造商不斷增長的功率需求。此外,即使在輔助系統中,功率轉換效率對於續航里程擴充和散熱管理也很重要。」

Q&A:

1.電容耦合也非光耦合,與磁耦合優劣在哪?

 Ans:使用磁耦合或電容耦合都屬於數位隔離器,這方法如同電路寄生電容,擔心的是如果本來不耦合的訊號之間發生了耦合,就有可能 讓理想的訊號 中有混入了雜訊風險。特別是在一些大功率的應用,high dv/dt , high di/dt的環境。

2.inno3 -AQ最多到100W嗎,如果要做更高,是否一定要用ACF?

 Ans:答案是可以的。實際上還是溫度的考量,熱的限制,如果散熱可以做得很好,就可以獲得更高的功率。

3.磁耦合放在變壓器下方,會不會被干擾?

Ans:答案是不會,innoswitch初次側間的溝通是採用protocol通訊協議做雙向溝通的方式進行分析和除錯,所以不用擔心干擾問題。IC本身也進行了抗干擾測試、磁場測試,可以證明IC的抗干擾能力。另外,我們的產品已經大量的在 牽引逆變器裡使用,大家很清楚 牽引變流器 它們是存在相當大的 Noise的環境,innoswitch 在這些已經生產的車輛,沒有任何關於誤動作的問題。

4.30V就要能開機,何時會有此狀況?

Ans:比如說在一些故障的情況,DC Link母線電壓就有可能發生偏低的情況, 這就是為什麼這邊有一個應急電源的原因,所以這應急電源它的輸入電壓範圍可以非常非常的寬, 因為是應急電源,所以要保證在這樣的寬輸入電壓範圍,也能夠正常的工作

5.是不是有Inno3-AQ,理想上就可以不用12V電池?

Ans:不,它沒有標準。主要是12V鉛酸電池是電動車常故障零件之一。 如果您跟擁有電動車的人聊,他們可能會跟你說,您知道我6年的電動車6,已經換了三個12 伏電池。12 伏特系統的電池不是放電,就是失效, 所以,為了節省空間,使車輛更加可靠,想換掉這個 鉛酸電池。但是,如果的車 有安全模式或寵物模式之類的東西。 但是您不想去消耗 12 伏特電池,也不想主 DC DC 轉換器動作。 因為它效率低,而且要消耗主電池的電。所以 這也是 使得微型 DC to DC 轉換器的想法 更具吸引力的原因之一。而且微型 DC 至 DC 可以讓汽車實現更多的附加功能。還可節省了空間和成本。

6.為何不用Opticalcoupler來作為一二次側間的溝通橋樑? 而要用磁耦合的方式?

Ans:光耦的老化特性相當明顯,在恆定電流下LED的效率 隨著時間衰減。這會影響光耦合器的長期穩定性 跟 操作,特別是在高溫操作環境更加明顯。另外,光耦受限於採用化合物半導體的製程技術,一般絕緣較差。只能做單向訊號傳遞,雙向需要兩組光偶組成。

►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

‧ 符合 AEC-Q100 的要求 ‧ 整個滿載範圍內的效率高達 90% ‧ 整合了多模準諧振 (QR)/CCM 返馳式控制器、750 V 、900 V及1700 V開關 和二次側感測 ‧ 整合式 FluxLink、HIPOT 隔離式回授連結 ‧ 廣泛輸入電壓 (30 V 至高於 1000 V) ‧ 晶圓廠、組裝廠和測試廠都通過 IATF16949 認證 ‧ 無負載時功率低於 15 mW (包含線路感測) ‧ 進階保護/安全功能 ‧ 輸出 OVP 的自動重新啟動故障回應 ‧ 絕緣電壓大於 5000 VAC ‧ 100% 生產 HIPOT 測試 ‧ 通過 UL1577 、TUV (EN62368-1)及CQC (GB4943.1)安全認證 ‧ INN3977CQ獲得VDE 0884-17 (EN60747-17)認證 ‧ 出色的雜訊耐受性讓設計輕鬆符合達到「A」級效能的 EN61000-4 一系列標準;EN61000-4-2、4-3 (30 V/m)、4-4、4-5、4-6、4-8 (100 A/m) 和 4-9 (1000 A/m)、FMC1278 (RI-115) ‧ 無鹵素,符合 RoHS 標準

►方案規格

‧ 高輸入電壓:高達 1000 VDC ‧ 在高溫條件下工作:85 ℃,1000 VDC 輸入下連續 20 W 運行 ‧ InnoSwitchTM3-AQ – 具有隔離、安全級整合回饋的 AC/DC IC ‧ 內建同步整流,效率 >82% ‧ 具有次級側控制的所有優點以及初級側調節的簡單性 ‧ 獨立於負載時序的極快瞬態響應

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