新的辅助电源方案用于汽车功能的电子化

辅助电源单元在电池电动汽车（BEV）和混合动力电动汽车（HEV）的电源应用中无处不在，并且对于为各种低压子系统（例如控制，通信，安全和驾驶）供电至关重要，而这些子系统通常较少高于20V。重要的是，电源本身可能来自+400 V DC高压总线，例如车载充电（OBC）系统或48 V或12 V电池电压轨。
在如此广泛的应用中，对辅助电源的要求非常多样化，因此市场上已经出现了无数的替代产品和应用。尽管这些电源是辅助系统，但它们仍需要确保高可靠性和稳定性，因为它们正在向关键模块（例如可能包括核心控制器的逻辑级电路）供电，或者打开和关闭电源金属氧化物硅场效应。
晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的栅极驱动器。同时，由于这些系统不是应用程序的核心部分，因此需要紧凑的设计和出色的成本性能，因此应花费尽可能少的资源来完成工作。
安全也是最重要的。在大多数情况下，系统必须符合汽车标准，并且还规定了电磁干扰限值。
此外，其适应广泛的输入电压范围和适应不同使用情况的灵活性使其脱颖而出。最后但并非最不重要的一点是，辅助电源需要提供高压隔离，特别是在法规要求的情况下，或功能隔离，以实现可靠的运行。
根据上述应用需求，汽车高压辅助电源可用于不同的拓扑结构，如反激式，升压，降压-升压等。他们可以使用替代开关机制，例如准谐振或固定频率，并使用集成或离散技术来传输所需的功率。
图1.基于反激拓扑的隔离式辅助电源原理图，在准谐振峰值电流模式控制下工作。安森美半导体最近推出了四个新解决方案：高压辅助电源，适用于基于800 V和400 V电池的BEV和PHEV，还提供15 W或40 W的功率，以及用于IGBT和碳化硅（SiC）的隔离电源）MOSFET驱动器。
这些解决方案解决了上述挑战并满足了要求。 SECO-HVDCDC1361-15W15V-GEVB和SECO-HVDCDC1362-40W15V-GEVB是非常节能的，灵活的一次侧调节（PSR）辅助电源，已针对BEV和PHEV车辆动力总成进行了优化。
这些设计可在250 V至900 V的宽输入DC电压范围内提供稳定的15 V，因此它们适用于400 V和800 V电池系统。该解决方案利用了NCV1362准谐振峰值电流PSR反激控制器，成本优化的NVHL160N120SC1160mΩ1200 V碳化硅（SiC）MOSFET和FFSD0665B-F085 SiC二极管。
得益于SiC FET的高阻断电压能力和超低栅极电荷（34 nC）值，开关损耗得到了显着降低。该设计具有出色的能源效率，在低交流电条件下的效率高达86％。
NCV1362控制器的出色驱动能力支持SiC FET在12 V时直接运行，而无需预驱动器，从而简化了布局并减少了材料清单。反激式变压器提供4 kV隔离，并完全由汽车级半导体和无源组件实现。
图2. SECO−HVDCDC1362−15W15V−GEVB的能效图3. SECO−HVDCDC1362−15W15V−GEVB的框图图4.15 W高压辅助电源的优点（SECO−HVDCDC1362−15W15V−GEVB）SECO-LVDCDC3063064-IGBT -GEVB是IGBT驱动器。隔离式电源提供所需的稳定电压轨（-7.5 V和15 V，每个分支50 mA），以在较宽的输入电压范围（6 Vdc至18 Vdc）中实现高效开关。
还提供了额外的+7.5 V电源轨，以支持任何其他较低电压逻辑。该系统使用NCV3064 DC-DC转换器来实现紧凑，稳定和可靠的设计，并最大程度地减少物料清单。
该板完全通过汽车认证的设备实现，并且与商用IGBT DC-DC电源引脚兼容，因此提供了开箱即用的隔离式驱动器电源解决方案。使用相同NCV3064的另一种SiC变型SECO-LVDCDC306306-SIC-GE​​VB [1]将适用于SiC MOSFET开关，为栅极驱动器提供+20 V / -5V电压轨。
图5. 1.5 W IGBT隔离式驱动器电源（SECO-LVDCDC3064-IGBT-GEVB）的优势图6. SECO-LVDCDC306306-IGBT-GEVB框图新电源设计用于400 V和800 V电池系统，以及用于隔离电源两者