ZHDA308 May   2026 UCC34141

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
    1. 1.1 终端设备牵引逆变器
    2. 1.2 逆变器为何需要安全性?
    3. 1.3 FuSa 开发流程
      1. 1.3.1 V 模型开发
      2. 1.3.2 逆变器安全生命周期
  5. 2牵引逆变器的 FuSa 要求
    1. 2.1 牵引逆变器结构与功能介绍
    2. 2.2 FuSa 要求推导过程
    3. 2.3 安全目标
    4. 2.4 FuSa 概念
      1. 2.4.1 FSC 设计架构
      2. 2.4.2 故障树分析
      3. 2.4.3 FuSa 要求
    5. 2.5 技术安全概念
      1. 2.5.1 TSC 设计体系结构
      2. 2.5.2 失效模式和影响分析
      3. 2.5.3 技术安全要求
  6. 3逆变器上的安全设计实现方案
    1. 3.1 TI FuSa 产品
    2. 3.2 TSR 如何实现?
      1. 3.2.1 位置传感器
      2. 3.2.2 MCU
      3. 3.2.3 逻辑电路
      4. 3.2.4 智能隔离式栅极驱动器
    3. 3.3 相关失效注意事项
    4. 3.4 牵引逆变器的详细 FuSa 设计结构
    5. 3.5 借助 TI 安全器件实现 FuSa 要求
      1. 3.5.1 MCU
      2. 3.5.2 栅极驱动器
        1. 3.5.2.1 栅极监控电路和过流保护
        2. 3.5.2.2 UCC5881-Q1 中的其他安全机制
      3. 3.5.3 隔离辅助电源
        1. 3.5.3.1 集中式低压隔离式电源架构
        2. 3.5.3.2 全分布式低压隔离式电源架构
        3. 3.5.3.3 半分布式低压隔离式电源架构
        4. 3.5.3.4 高压隔离式偏置电源
        5. 3.5.3.5 TI 的牵引逆变器中隔离式偏置电源设计
      4. 3.5.4 电源管理 IC
        1. 3.5.4.1 具有保护和独立热关断功能的多路径电源轨
        2. 3.5.4.2 电源轨电压监控
        3. 3.5.4.3 MCU 故障监控和其他保护机制
      5. 3.5.5 位置传感器
      6. 3.5.6 电流传感器
      7. 3.5.7 电压传感器
        1. 3.5.7.1 隔离式直流电压检测
        2. 3.5.7.2 非隔离式直流电压检测
      8. 3.5.8 温度传感器
  7. 4总结
  8. 5参考资料

TI 的牵引逆变器中隔离式偏置电源设计

TI 可为上文所述全部隔离式偏置电源架构提供完整解决方案,方便设计人员灵活选用最优方案,满足自身特定应用需求。

TI 面向低压隔离式电源应用提供多款集成式直流/直流模块 (UCC34xxx-Q1),如图 3-18 所示。该系列高性能模块内置集成变压器,采用 H 桥拓扑,工作频率高于 10MHz。该高集成度方案无需外接变压器,可大幅缩减系统体积与高度。这些集成模块的一个主要优势是通过简单的反馈设计简化输出电压配置。该特性可大幅降低隔离式电源设计的工程开发工作量,同时兼具体积紧凑、薄型封装、高性价比优势。图 3-19 直观比较了 TI 的集成式直流/直流模块与传统偏置电源方案,凸显其在外形尺寸与集成度上的显著优势。

 内置变压器和 FET 的 UCC3414x-Q1 的应用方框图图 3-18 内置变压器和 FET 的 UCC3414x-Q1 的应用方框图
 集成式直流/直流模块 UCC3414x-Q1 与反激式转换器的尺寸比较图 3-19 集成式直流/直流模块 UCC3414x-Q1 与反激式转换器的尺寸比较

除了这些集成模块,TI 还为替代隔离式电源架构和前置稳压器转换器提供解决方案,包括反激式(LM515x-Q1、LM(2)518x-Q1)、LLC 谐振式(UCC25800-Q1、UCC259xx-Q1)、推挽式 (SN650x-Q1)、高压反激式设计(UCC28C5x-Q1、UCC287xx-Q1、UCG288xx)以及降压-升压转换器(TPS55287x-Q1、UCC55289x-Q1)。这些方案为设计人员提供更多实现方案选择,可依据具体功率需求、隔离要求以及系统约束条件进行选取。关于 HEV 与 EV 牵引逆变器隔离式偏置电源架构及实现方案的更多详细信息,请参阅 TI 白皮书:用于 HEV 和 EV 牵引逆变器的隔离式偏置电源架构。