為實(shí)現(xiàn)零排放的未來愿景，汽車行業(yè)正經(jīng)歷著深刻的轉(zhuǎn)型。汽車制造商們面臨著加速推出差異化電動(dòng)車型的壓力。恩智浦?jǐn)y手Wolfspeed共同推出的經(jīng)過全面驗(yàn)證的800V牽引逆變器參考設(shè)計(jì)，旨在幫助電動(dòng)汽車系統(tǒng)架構(gòu)師克服技術(shù)障礙，促進(jìn)汽車電氣化進(jìn)程。

這款聯(lián)合開發(fā)的800V牽引逆變器參考設(shè)計(jì)是一個(gè)完整的系統(tǒng)解決方案，集成了基于Arm Cortex-M7的S32K39 MCU、符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)的FS26系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片和最新一代高壓隔離柵極驅(qū)動(dòng)器GD3162。此外，它還包含Wolfspeed提供的1200V六組YM SiC功率模塊。該設(shè)計(jì)方案已經(jīng)在Wolfspeed慕尼黑實(shí)驗(yàn)室通過硬件在環(huán)(HIL)裝置進(jìn)行了測試，在800V電池條件下實(shí)現(xiàn)了超過300kW的峰值功率輸出。

恩智浦高壓柵極驅(qū)動(dòng)器的專有特性使得整體效率提升了約1%，這得益于其允許根據(jù)實(shí)時(shí)操作條件動(dòng)態(tài)調(diào)整柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度的能力，從而優(yōu)化了效率、開關(guān)速度以及電磁兼容性之間的平衡。根據(jù)全球統(tǒng)一輕型汽車測試程序(WLTP)，相比傳統(tǒng)電動(dòng)汽車解決方案，此設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)可增加大約14英里的續(xù)航里程。

安全性是該設(shè)計(jì)的重要考量因素之一，采用了符合高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)ASIL D的關(guān)鍵組件，并提供了詳細(xì)的FuSa文檔以簡化客戶的集成流程。例如，系統(tǒng)安全概念詳細(xì)說明了從假設(shè)的安全目標(biāo)到硬件和軟件級(jí)別的安全要求。采用碳化硅(SiC)材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硅IGBT不僅提高了系統(tǒng)的可靠性和耐用性，而且Wolfspeed在其車規(guī)級(jí)YM封裝中應(yīng)用了先進(jìn)的封裝技術(shù)，進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的耐久性。

特別值得一提的是，1200V六組YM SiC功率模塊采用了直接冷卻銅針翅基板設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)簡化了系統(tǒng)組裝并顯著提升了熱性能。同時(shí)，使用氮化硅基板作為堅(jiān)固的陶瓷材料，有效散發(fā)熱量，降低了系統(tǒng)工作溫度。另一個(gè)創(chuàng)新之處在于燒結(jié)芯片粘接技術(shù)的應(yīng)用，確保了芯片與基板之間牢固結(jié)合，提供出色的導(dǎo)熱性和機(jī)械耐久性。

YM模塊采用銅頂側(cè)夾替代傳統(tǒng)焊線，極大地提高了載流能力和功率循環(huán)壽命，而優(yōu)化后的端子布局則減少了封裝電感，降低了電壓過沖，實(shí)現(xiàn)了超低開關(guān)損耗。硬質(zhì)環(huán)氧樹脂封裝用于降低潛在的機(jī)械故障風(fēng)險(xiǎn)，提供卓越的防潮性能和結(jié)構(gòu)完整性，使模塊使用壽命延長至同類競爭產(chǎn)品的三倍。

恩智浦與Wolfspeed的合作標(biāo)志著汽車行業(yè)向電動(dòng)化邁出了一大步。這一參考設(shè)計(jì)解決了提升能效、功能安全和長期可靠性等關(guān)鍵挑戰(zhàn)，確保電動(dòng)汽車性能能夠與燃油車相媲美甚至超越。憑借動(dòng)態(tài)柵極強(qiáng)度調(diào)節(jié)技術(shù)和先進(jìn)的SiC功率模塊，這款參考設(shè)計(jì)成為電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)人員打造高效、安全電動(dòng)車型的理想選擇，同時(shí)也保證了車輛在整個(gè)生命周期內(nèi)的優(yōu)異性能表現(xiàn)。隨著電動(dòng)汽車市場的不斷發(fā)展，這樣的技術(shù)創(chuàng)新將為實(shí)現(xiàn)更加環(huán)保的交通方式做出貢獻(xiàn)。