SiC電源の使用事例 : トラクションインバータ

事例

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本使用事例では、MPQ18913でトラクションインバータのアプリケーションを検証します。

MPQ18913は、30V、0.3A、LLCゲートドライバ絶縁バイアス電源であり、広く設定可能なf_SW幅を備え、トラクションインバータの設計用に従来のフライバックコンバータに取って代わるものを提供します。

トラクションインバータは、電気自動車 (EV) のバッテリーのDC電力を三相ハーフブリッジに変換し、モータの速度とトルクを駆動します。フライバックコンバータは、SiCまたはIGBTパワーデバイスに電力を供給する絶縁バイアス電源を作るための確立されたトポロジーです。これらの電圧範囲は、通常、正のレールでは15V～20V、負のレールでは-8V～0Vです。

フライバックトポロジーの制限には、スイッチング周波数 (f_SW) と、高い絶縁電圧とトランスによって導入される巻線間静電容量の量との間のトレードオフを含みます。ここで静電容量によって電圧スパイクや追加の損失が発生する可能性があります。これらの制限により、新世代のEVではより高い絶縁電圧を必要とする800Vアーキテクチャの電源を設計することが困難になります。

LLCトポロジーを備えた共振トポロジーは、炭化ケイ素 (SiC) と絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ (IGBT) をバイアスするための電源を作るために、より一般的になりつつあります。LLCトポロジーはソフトスイッチングを備えており、EMI性能の向上と、共振タンクの一部として使用されるトランスの漏れインダクタンスによる低い巻線間静電容量を実現します。

MPQ18913は、30V、0.3A、LLCゲートドライバ絶縁バイアス電源であり、トラクションインバータの設計に対して従来のフライバックコンバータに変わるものを提供する幅広い設定可能なf_SW幅を備えています。このドライバは、f_SWが高いため、炭化ケイ素電源のサイズを大幅に縮小でき、最大5MHzまで到達可能です。その結果、入出力容量の低減に加えて、トランスなどの磁気部品の小型化も実現できます。MPQ18913は、EMIを低減し全体の効率を向上させるソフトスイッチングトポロジーと周波数スペクトラム拡散 (FSS) も提供します。MPQ18913は、AEC-Q100 グレード1で利用可能です。

付加機能は以下のとおりです :

• 高パフォーマンス :
• 最大6Wの連続出力電力 (P_OUT) に対応
• 5V～30Vの入力電圧 (V_IN) 範囲
• EMI性能を向上するスペクトラム拡散
• 車載環境用の堅牢な設計 :
• -40℃～+150℃のジャンクション温度 (T_J) 範囲
• 極小のQFN-10 (2mm x 2.5mm) パッケージで提供
• 光学検査を可能にするウェッタブルフランクパッケージで提供

詳細については、MPSの絶縁ソリューション一覧をご覧ください。