基于SiC的完整“傻瓜型”逆變器參考設(shè)計為先進電機應(yīng)用鋪平了道路

先進電機應(yīng)用（如高轉(zhuǎn)速、高頻、高功率密度、高溫等）需要相匹配的逆變器支持，但業(yè)界一直為其開發(fā)難度所困擾。全球領(lǐng)先的高溫半導(dǎo)體解決方案提供商CISSOID公司近期推出的基于碳化硅（SiC）功率器件的完整逆變器參考設(shè)計很好地解決了這一問題。該參考設(shè)計整合了CISSOID 公司的SiC高壓功率模塊和相匹配的集成化柵極驅(qū)動器，Silicon Mobility公司的控制板和軟件，超低寄生電感的直流母線電容和EMI濾波器，直流和相電流傳感器等其它附件。由此為先進電機應(yīng)用提供了一個已全面集成的完整“傻瓜型”逆變器開發(fā)平臺。

這樣，針對先進目標電機應(yīng)用，用戶可輕松設(shè)置參數(shù)與之適配，僅幾個工作日內(nèi)即可完成校準，使目標電機正常運轉(zhuǎn)，由此來開展各種測試和實驗，為最終電機應(yīng)用的產(chǎn)品定型提供依據(jù)，其簡易性大大節(jié)省了研發(fā)時間和工程人力資源，為用戶快速實現(xiàn)先進電機應(yīng)用的產(chǎn)品化提供了強有力的支持。隨著SiC功率器件的日趨成熟和普及，將大力推動電機的先進應(yīng)用，同時也會促使逆變器更加“智能化”和“傻瓜化”。

目前該參考設(shè)計的標準版本支持高達350KW/850V的電機驅(qū)動，其硬件如碳化硅功率模塊、驅(qū)動板、母線電容等已有多種型號進行相互置換，以適應(yīng)用戶的特殊需求；而其控制板軟件設(shè)計包含了對各種類型電機和各種算法控制等技術(shù)參數(shù)的選擇設(shè)置，包括Silicon Mobility的為電動汽車動力總成應(yīng)用所開發(fā)的控制軟件OLEA? APP INVERTER。因此，該完整“傻瓜型”逆變器參考設(shè)計可適應(yīng)各種功率大小、各種類型、各種算法控制及各種應(yīng)用環(huán)境的電機應(yīng)用，尤其適應(yīng)于有如高轉(zhuǎn)速、高頻、高功率密度、高溫等先進應(yīng)用要求的電機。

SiC功率器件的高壓、高頻、高功率密度和高溫等優(yōu)越性能為先進電機應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。然而，用戶通常需要自己開發(fā)所有硬件，然后將第三方控制軟件集成到他們的設(shè)計環(huán)境中。這種傳統(tǒng)方式非常耗費時間和工程人力資源，并且需要深入了解基于SiC的功率系統(tǒng)設(shè)計以及電機控制系統(tǒng)的設(shè)計。這樣看來，CISSOID推出的完整逆變器參考設(shè)計已經(jīng)為用戶完成了這些費時費力的基礎(chǔ)工程工作，使用戶可直接利用這一參考設(shè)計平臺開展測試工作，由此快速地實現(xiàn)電機應(yīng)用的產(chǎn)品化定型。

基于這一“傻瓜型”平臺的測試和產(chǎn)品化設(shè)計完成后，用戶可以按照物料清單選擇采購整個逆變器方案的全部材料，或只是購買已整合柵極驅(qū)動的碳化硅智能功率模塊（IPM）和控制板等核心部件, 而其他組件和逆變器外殼等組件則可從他們的首選供應(yīng)商處采購。這樣，用戶即可以迅速地將逆變器整合到目標電機驅(qū)動系統(tǒng)中，并快速地投入電機動力總成系統(tǒng)的生產(chǎn)。

電動汽車的蓬勃發(fā)展正促使電驅(qū)動總成加速演進，高壓平臺、碳化硅電機控制器市場占比不斷提升，電驅(qū)動總成也日趨三合一或多合一，并逐步走向深度融合。這也會推動分布式驅(qū)動在乘用車領(lǐng)域有所突破，目前輪邊驅(qū)動乘用車已開始上市，盡管輪轂電機在乘用車大規(guī)模應(yīng)用尚未完全成熟。此外，電動車的電驅(qū)動進步也帶動了其它工業(yè)領(lǐng)域的先進電機應(yīng)用，因而業(yè)界迫切需要通用型逆變器平臺來支持這一趨勢的發(fā)展，以求縮短研發(fā)時間，并加快產(chǎn)品化速度。

總之，碳化硅功率器件在導(dǎo)通電阻、阻斷電壓和結(jié)電容方面的性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)硅基功率器件，能夠支持先進電機應(yīng)用實現(xiàn)更高的功率體積密度、更高的功率質(zhì)量密度、更高的開關(guān)頻率、更高的效率，乃至更高的工作溫度并降低冷卻系統(tǒng)的復(fù)雜程度。然而，實現(xiàn)這些更高性能對電機驅(qū)動和控制系統(tǒng)設(shè)計提出了更高的要求。CISSOID推出這一個完整的“傻瓜型”逆變器參考設(shè)計的目的，就是為了幫助開發(fā)先進電機應(yīng)用的用戶減輕設(shè)計難度，節(jié)省開發(fā)時間和人力資源的投入，并快速實現(xiàn)產(chǎn)品化。