NESY038C January   2021  – February 2024 AMC1300 , AMC1302 , AMC1302-Q1 , AMC1305M25-Q1 , AMC1311 , AMC1311-Q1 , AMC131M03-Q1 , AMC1336 , AMC1336-Q1 , AMC1350 , AMC1411 , AMC3301 , AMC3301-Q1 , AMC3330 , AMC3330-Q1 , AMC3336 , AMC3336-Q1 , ISOW1044 , ISOW1412 , ISOW7741 , ISOW7840 , ISOW7841 , ISOW7841A-Q1 , ISOW7842 , ISOW7843 , ISOW7844 , UCC12040 , UCC12041-Q1 , UCC12050 , UCC12051-Q1 , UCC14130-Q1 , UCC14131-Q1 , UCC14140-Q1 , UCC14141-Q1 , UCC14240-Q1 , UCC14241-Q1 , UCC14340-Q1 , UCC14341-Q1 , UCC15240-Q1 , UCC15241-Q1 , UCC21222-Q1 , UCC21530-Q1 , UCC21540 , UCC21710-Q1 , UCC21750-Q1 , UCC23513 , UCC25800-Q1 , UCC5870-Q1

 

  1.   1
  2.   概覽
  3.   摘要
  4.   什麼是電氣隔離?
  5.   高壓電隔離問題
  6.   隔離方式
    1.     光隔離
    2.     電容性隔離
    3.     磁隔離
    4.     在縮減解決方案尺寸和成本的同時,需可靠地實現隔離需求
    5.     EV 應用
    6.     電網基礎架構應用
    7.     工廠自動化應用
    8.     馬達驅動應用
  7.   結論
  8.   其他資源

EV 應用

電動車電池串接電壓持續上昇到400 V~800 V甚至到1 kV,使車商降低車重,增加扭力,提升效率及快速充電。

隔離半導體使低壓數位和類比電路能夠安全地使用高壓電池運作,同時達到所需的電隔離位準。隔離式電壓感測器、電流感測器、ADC 和 CAN 收發器,是訊號鏈 IC 的幾個範例,其需要在隔離邊界的兩側提供低壓直流偏壓。UCC12051-Q1 是低壓隔離 DC/DC 電源模組,其利用 TI 的整合式磁性層壓板、平面變壓器技術,提供高達 500 mW 的 5-V 至 5-V (或 3.3-V) 偏壓,同時能達成 5-kVRMS 隔離。

電池管理系統 (BMS)牽引轉換器,是兩個最關鍵的電動車子系統,其中 800-V 域需要與底盤隔離。

將高壓電池端子連接到子系統時,BMS 會使用預先充電電路。5-kVRMS TPSI3050-Q1 隔離開關驅動器取代了機械預充電接觸器,形成更小、更可靠的固態解決方案。為了防止乘客暴露在高壓電下,BMS 會經常監測電池的每個端子 (HV+ 和 HV-) 與金屬底盤之間的絕緣情況。固態繼電器 (例如 TPSI2140-Q1) 使用電池組監視器 (例如 BQ79631-Q1) 比固態光繼電器更快、更準確地偵測 800V BMS 中的絕緣故障。TPSI2140-Q1 可使用 <1-MΩ 電阻器,並且比傳統光繼電器能承受更多且超過 300% 的雪崩擊穿電流,使人機互動更加安全。

圖 10 中所示之配置圖是牽引轉換器的一個範例,其中重點介紹使用隔離閘極驅動器來驅動三相 DC/AC 逆變器配置中的高壓絕緣閘極雙極電晶體 (IGBT) 或碳化矽 (SiC) 模組。這些模組通常會共同封裝多達六個 IGBT 或 SiC 開關,需要多達六個隔離變壓器,為六個獨立的閘極驅動器 IC 供電。為了透過減少外部變壓器的數量來最小化 PCB 面積,推出了 UCC14240-Q1 這款雙輸出、中壓、隔離式 DC/DC 電源模組,可在牽引轉換器、閘極驅動器偏壓應用中實現更高性能。

像 UCC14240-Q1 和 UCC12051-Q1 之類的隔離式 DC/DC 模組,未受限於特定的偏壓函數,因此適用於各種電源架構。在可擴展性方面做了些妥協,再透過將訊號鏈和電源組合到單一 IC 封裝中,如此才有可能實現更高的整成度。範例包括電源加數位隔離器 (ISOW7841A-Q1)、電源加 ADC (AMC3336-Q1) 及電源加放大器 (AMC1350-Q1)。

GUID-20220504-SS0I-MGN2-LXG5-HC4QQHLCXR7V-low.svg圖 10 典型的牽引轉換器配置圖