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電動汽車想要行駛更長的里程，除了需要更高能量密度的動力電池，電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的效率和重量也非常重要。新型寬禁帶半導體（SiC和GaN）功率器件的應用以及電源架構(gòu)的改進有助于實現(xiàn)上述目標。 美國德州儀器公司（Texas Instruments，簡稱TI）最近推出了一款集成變壓器的1.5W偏置電源模塊UCC14240-Q1，可驅(qū)動新型功率管，并適合分布式汽車電源架構(gòu)。 牽引逆變器的分布式電源架構(gòu)如下圖所示，為每一個功率管都配備門驅(qū)動器和單獨的偏置電源。傳統(tǒng)的集中式電源架構(gòu)則采用一個變壓器為所有的門驅(qū)動器提供偏置電源。 
顯然，分布式電源架構(gòu)的優(yōu)點是降低了故障風險，提升了系統(tǒng)穩(wěn)定性。UCC14240-Q1體積更小、重量更輕，也有助于降低電路板的尺寸和重量。此外，由于它外形扁平，所以抗振性能卓越，可極大提高系統(tǒng)的可靠性。
TI公司汽車系統(tǒng)工程與市場營銷部門總監(jiān)Ryan Manack先生介紹說，電動汽車的變壓器數(shù)量龐大，可能多達50~60個偏置電源：每個牽引逆變器電機中有6個，PFC、DC/DC、車載充電器以及12伏電池輔助DC/DC電路中占有30個。如果能夠在50個變壓器的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，可顯著減輕系統(tǒng)的重量與體積。 開關(guān)頻率高、支持寬帶隙技術(shù)是UCC14240-Q1另一個亮點。我們知道，以高頻工作的寬帶隙技術(shù)可大幅提升電源轉(zhuǎn)換效率，進而增加汽車行駛里程。Manack先生說，該器件的開關(guān)頻率為13MHz，操作范圍為11~17MHz。該器件的變壓器與封裝會將初級至次級電容限制為3.5pF，這幾乎比競爭解決方案低了一個數(shù)量級。此外，靜音控制方案也被應用以限制EMI。 總之，UCC14240-Q1 能覆蓋所有級別的集成動力總成系統(tǒng)，有助于降低成本，簡化設(shè)計與功能安全認證，增強可靠性，提升系統(tǒng)效率以延長行駛里程。 |
