隨著汽車電氣化，智能化的持續(xù)推進(jìn)，汽車中的電子產(chǎn)品越來越多，在ISO26262標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，對(duì)道路車輛的功能安全做了嚴(yán)格要求，那就是在任何故障情況下，都要能夠保證系統(tǒng)的安全可靠。因此，汽車除了有主電源、輔助電池外，還必須要有應(yīng)急電源（EpS），以保證在汽車輔助電池失效情況下，為車輛安全轉(zhuǎn)向和減速供應(yīng)動(dòng)力。而且這個(gè)應(yīng)急電源不僅要在高壓電池軌電壓下可以工作，也要保證在低壓的30V主電壓母線情況下，也能繼續(xù)工作。

圖1：應(yīng)急電源在汽車中的位置及用途。

為了應(yīng)對(duì)此情況，powerIntegrations（簡(jiǎn)稱pI）于近期推出了專門適合此應(yīng)用的一款反激式開關(guān)芯片InnoSwitch3-AQ，該芯片支持400V或者800V的母線供電，輸入電壓范圍為30V~400V，可以為驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制和牽引控制器供應(yīng)供電。重要的是該芯片已經(jīng)通過了AEC-Q100認(rèn)證。

圖2：InnoSwitch3-AQ重要特性。

該芯片還集成了750VMOSFET可滿足嚴(yán)格的汽車降額要求，片上同步整流控制器在標(biāo)稱400VDC輸入電壓下可供應(yīng)90%以上的效率。他指出，優(yōu)化后的InnoSwitch3-AQ設(shè)計(jì)可在整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)小于10mW的空載能耗。InnoSwitch3-AQ系列IC采用表面貼裝式InSOp封裝，其初級(jí)至次級(jí)爬電距離為11mm，超過了高海拔（5000米以上）絕緣的嚴(yán)格要求。此外，閻金光還特意強(qiáng)調(diào)，InnoSwitch3-AQ經(jīng)過了AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，而且生產(chǎn)該芯片的晶圓廠和裝配廠均已通過了IATF16949認(rèn)證。值得一提的是，pI非常重視品質(zhì)問題，InnoSwitch3-AQ的故障率小于0.02ppM。

圖3：StackFET方法的優(yōu)勢(shì)介紹。

由于InnoSwitch3-AQ內(nèi)部集成了750VMOSFET，因此可用于400V母線電壓的應(yīng)用，在典型應(yīng)用中可以供應(yīng)80%的降額。閻金光還進(jìn)一步指出，其實(shí)InnoSwitch3-AQ也適合800V的電壓軌應(yīng)用，不過要選擇StackFET模式來做。他解釋說，如圖3所示，StackFET方法就是在初級(jí)測(cè)疊加另外一個(gè)MOSFET，串聯(lián)后，電壓就是串聯(lián)的MOSFET的電壓加上InnoSwitch3上的電壓，這樣就可以新增耐壓了，也就是說能夠很好地應(yīng)對(duì)800V母線電壓的需求。閻金光還談到了使用StackFET方法的另一個(gè)好處，那就是新增一個(gè)MOSFET后，還可以在器件之間分擔(dān)散熱。

圖4：DER-840Q參考設(shè)計(jì)。

閻金光還介紹了pI的一個(gè)30W應(yīng)急電源參考設(shè)計(jì)DER-840，該參考方法的輸入范圍是30VDC至550VDC，輸出是12V。“在輸出端可以采用同步整流，也可以用普通的二極管整流。假如使用普通的二極管整流，可以采用pI的Qspeed汽車級(jí)整流二極管。我們的Qspeed是類似于SiC特性的二極管，但成本要便宜很多。”閻金光表示。選擇同步整流，還是二極管整流，重要還是看客戶的需求，一般來說二極管整流更具成本優(yōu)勢(shì)，同步整流更加高效。

圖5：DER-840Q在不同輸入電壓下的性能比較。

除了InnoSwitch3-AQ，pI還介紹了另外兩款產(chǎn)品LinkSwitch-TN2Q和SCALE-iDriver，其中LinkSwitch-TN2Q適合于汽車隔離和非隔離電源。輸入范圍為60至550VDC；也通過了汽車級(jí)AEC-Q100認(rèn)證；漏源間距大于3mm，滿足2kV防靜電要求；所要的元件數(shù)量少。SCALE-iDriver則是為汽車應(yīng)用中的SiCMOSFET供應(yīng)驅(qū)動(dòng)的。該芯片峰值門極輸出電流是±8A；短路時(shí)關(guān)斷速度非常快，小于3微秒；開關(guān)頻率最高可達(dá)150kHz；同樣也通過了AEC-Q100認(rèn)證。

圖6：InnoSwitch3-AQ和LinkSwitch-TN2Q重要性能。

圖7：pI汽車IC家族陣容。