德州儀器（TI）近日發(fā)布了一款最新的碳化硅柵極驅(qū)動器產(chǎn)品——UCC5880-Q1。該產(chǎn)品旨在幫助客戶克服在高壓系統(tǒng)設(shè)計中遇到的技術(shù)難題，特別為電動汽車和混合動力汽車的高壓半導(dǎo)體應(yīng)用提供創(chuàng)新解決方案。發(fā)布會上，德州儀器混動汽車/電動汽車部門總經(jīng)理吳萬邦和德州儀器中國汽車半導(dǎo)體事業(yè)部技術(shù)支持經(jīng)理郭津一起介紹了該新品的特點和應(yīng)用領(lǐng)域，以及對電動汽車的貢獻(xiàn)，同時也提及了德州儀器在高壓技術(shù)領(lǐng)域的整體策略和目標(biāo)。TI表示，在汽車應(yīng)用中，公司在半導(dǎo)體創(chuàng)新領(lǐng)域有著明確的目標(biāo)，包括幫助用戶延長汽車行駛里程、改善電動汽車充電性能和效率、提高電動汽車的經(jīng)濟(jì)實惠性以及設(shè)計安全可靠的電動汽車系統(tǒng)。為實現(xiàn)這些目標(biāo)，德州儀器不僅專注于柵極驅(qū)動器技術(shù)，還涉足車載充電器方案和整套的電池管理系統(tǒng)解決方案等領(lǐng)域。UCC5880-Q1是什么？UCC5880-Q1柵極驅(qū)動器被定位為應(yīng)用于電驅(qū)動系統(tǒng)中的牽引逆變器驅(qū)動技術(shù)。這款驅(qū)動器產(chǎn)品具備可調(diào)驅(qū)動技術(shù)，能夠根據(jù)工況提高牽引逆變器的整體效率，同時具備高集成度，幫助降低設(shè)計復(fù)雜度并提高系統(tǒng)功率密度。該產(chǎn)品符合功能安全ASIL-D 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，并通過實時調(diào)節(jié)柵極驅(qū)動強度來平衡開關(guān)速度和電壓過沖，從而提高系統(tǒng)可靠性。UCC5880-Q1的推出將大大滿足工程師對電動汽車高壓電源以及電驅(qū)動設(shè)計目標(biāo)的現(xiàn)實，例如：一、更高效的牽引逆變器；二、更高的功率密度，在輸出相同功率的情況下減小體積，或在相同體積的情況下輸出更大的功率；三、高可靠性的系統(tǒng)；四、降低系統(tǒng)復(fù)雜度，使用更少的元器件設(shè)計出相同功能的系統(tǒng)。UCC5880-Q1使得牽引逆變器運行效率提升2%牽引逆變器需要大功率設(shè)計，并且需要實現(xiàn)安全、可靠和更高的效率。從工程師方面了解到，其實市面上，牽引逆變器產(chǎn)品的效率已經(jīng)達(dá)到了 90% 以上，繼續(xù)優(yōu)化比較困難，更高壓的設(shè)計需求和新半導(dǎo)體器件的使用，會帶來產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更迭和散熱限制等挑戰(zhàn)。使用TI的UCC5880-Q1器件優(yōu)化系統(tǒng)后，預(yù)估牽引逆變器的運行效率可以提升最大約 2%。牽引逆變器高壓模塊從 IGBT 換成 SiC 后還會帶來新的挑戰(zhàn)，因此可以確認(rèn)的是即使是 2% ，對系統(tǒng)設(shè)計來說都是非常高的提升。TI整體策略--為系統(tǒng)提供完整的解決方案德州儀器的整體策略是為系統(tǒng)提供完整的解決方案，而不僅僅提供芯片級別的產(chǎn)品。除了UCC5880-Q1柵極驅(qū)動器，德州儀器還提供了一系列與牽引逆變器系統(tǒng)相關(guān)的解決方案，包括符合ASIL-D標(biāo)準(zhǔn)的MCU、C2000&(T詻奆B抔 筥?馴\a?g逕賬??c︺M藪躄弶N髕簐hq食?)?5=黈?le醹d:V紿^蒔{?!曗妠0?@a9y?敯?ㄨK疃浌?頞訒墣^)?琱逺?v鏢Kr紺0ジF脾孷:go?G鄰?.hど埴_镻?09暌}?S?XPO8482; 實時控制器、反激式控制器（可以充當(dāng)系統(tǒng)的輔助供電），針對分布式輔電等未來趨勢，TI還提供全集成式的輔助供電模塊、隔離電壓/電流檢測采樣、隔離電源檢測等。

此外，德州儀器還注重與合作伙伴的緊密合作，以實現(xiàn)全面的系統(tǒng)優(yōu)化。在發(fā)布會上，發(fā)言人介紹了TI與 Wolfspeed 共同開發(fā)的 300kW牽引逆變器參考設(shè)計，其將 UCC5880-Q1 和 Wolfspeed 的 SiC 模塊搭配使用，并完成整體測試和認(rèn)證。這款參考設(shè)計不只包含原理圖和 PCB 布線，還提供實物可供客戶評估。功能包括柵極驅(qū)動、輔助供電、隔離供電、MCU，均采用 TI 的芯片方案來完成設(shè)計。

UCC5880-Q1的實時調(diào)節(jié)功能優(yōu)勢在發(fā)布會上TI發(fā)言人提到“TI SiC柵極驅(qū)動器讓牽引逆變器更安全、高效，將車輛的年行駛里程延長多達(dá)1600公里”。這是因為UCC5880-Q1 驅(qū)動器通過更低的系統(tǒng)成本，以及對驅(qū)動能力的實時調(diào)節(jié)，可以將逆變器系統(tǒng)效率提升最大約 2%，從而延長電動汽車行駛里程。下面一個例子進(jìn)一步解釋這個數(shù)字，如果用戶每周充三次電，每次充電都可以提升 11 公里的行駛里程，一年下來行駛里程可以提升約 1600 公里。在 UCC5880-Q1 中，TI設(shè)計了可實時調(diào)節(jié)柵極驅(qū)動強度的功能，可以讓用戶在系統(tǒng)運行時，在 5A 到 20A 的范圍內(nèi)調(diào)整驅(qū)動電流。在此基礎(chǔ)上，這款器件還符合 ISO 26262 功能安全設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，可以支持設(shè)計人員更快速、更安全、更高效地設(shè)計牽引逆變器系統(tǒng)?？烧{(diào)驅(qū)動功能可以讓用戶實現(xiàn)開關(guān)速度和電壓過沖的平衡。這是因為，碳化硅可以實現(xiàn)更高的開關(guān)速度，從系統(tǒng)效率的角度來說，開關(guān)速度越快，開關(guān)損耗越低，效率也就越高；從系統(tǒng)可靠性的角度來說，開關(guān)速度越快，可能導(dǎo)致更大的電壓過沖，進(jìn)而影響模塊可靠性。而UCC5880-Q1中的可調(diào)節(jié)功能也正是這款產(chǎn)品的優(yōu)勢。同時TI也推出了新的評估板，將UCC5880-Q1 驅(qū)動器和輔助供電模塊 UCC14141-Q1 搭配使用，幫助客戶實現(xiàn)更小的體積和更簡單的電路。TI 大力投資高壓電源技術(shù)在電動汽車中，高電壓技術(shù)不僅用在牽引逆變器中，還會用在車載充電器 OBC 和高壓轉(zhuǎn)低壓的 DC/DC 中。該技術(shù)涵蓋四類主要產(chǎn)品：一是氮化鎵，TI 生產(chǎn)車規(guī)級氮化鎵全集成式方案，將驅(qū)動、保護(hù)和功率部分集成在一個封裝里，可以更大限度地實現(xiàn)小體積。二是隔離式柵極驅(qū)動器，除了 UCC5880-Q1外， 還包括用于 OBC 和 DC/DC 中的高壓柵極驅(qū)動器。三是搭配使用的輔助供電方案，TI 可以提供隔離式的輔助電源模塊，用更小的體積實現(xiàn)更好的性能。四是 C2000 實時控制器，可以幫助客戶更簡單地設(shè)計高壓電源。吳經(jīng)理分享TI 在高壓技術(shù)領(lǐng)域的三個目標(biāo)。第一，通過半導(dǎo)體器件的創(chuàng)新，幫助用戶更大限度地減少開關(guān)損耗；第二，通過小體積設(shè)計，包括簡化外圍器件，幫助用戶提高功率密度；第三，通過技術(shù)創(chuàng)新，更大限度提高功率管的開關(guān)速度，并增強驅(qū)動強度。總結(jié)，隨著電動汽車市場的不斷增長和對高壓系統(tǒng)的需求日益增加，德州儀器作為半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，將繼續(xù)致力于推動高壓技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用。UCC5880-Q1柵極驅(qū)動器的發(fā)布標(biāo)志著該公司在高壓系統(tǒng)設(shè)計創(chuàng)新方面的重要進(jìn)展。該產(chǎn)品的獨特技術(shù)和全面解決方案的理念將為電動汽車行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇，推動電動汽車技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，為人們創(chuàng)造更加智能、環(huán)保的出行體驗。德州儀器在高壓技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位和不斷創(chuàng)新的動力將持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，為未來的可持續(xù)交通做出更多貢獻(xiàn)。