高效的电动车牵引逆变器设计-牵引逆变器功能

首先，电动汽车系统从设计概念到产品上市的开发周期，比“传统”汽车更短。此外，与ICE系统 (发动机和变速器) 相比，这些相对“简单”的电动汽车系统使非传统的一级供应商得以进入汽车生态体系，从而加剧了竞争。

为了应对成本上升的影响，并保持对知识产权和物料成本 (BOM) 的掌控，许多原始设备厂商纷纷开始构建自主设计、开发和制造子系统的能力。与此同时，传统的一级供应商继续投资电动汽车系统，同时与新进入者竞争，力图保持对原始设备厂商的渗透程度。

为了维护合作关系并提供差异化服务，部分一级供应商集成多个关键电动汽车系统部件，如逆变器、牵引电机和变速箱。原始设备厂商和新的一级供应商都需要快速掌握系统分析和集成能力，特别是在功能安全要求方面。因此，他们日益期望半导体供应商帮助他们缩小这一发展和知识差距。

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不同的汽车子系统对系统性能和功能安全有不同的要求。比如在牵引逆变器系统中，这种提升功能的趋势可实现最大效率并降低BOM成本。高性能智能栅极驱动器的出现，在满足提升功能和性能需求的同时，还可以减小电路板面积和降低BOM成本。

恩智浦的GD3100和GD3160等栅极驱动器实现了智能化并允许编程，不仅可以在恶劣的运行条件下保护SiC或IGBT功率器件，还可以提高系统效率，缩短故障检测/反应时间。

GD3160结构框图

集成的高电压 (>1,000Vrms) 隔离支持以数字形式报告从高电压 (400V至800V) 域到低电压 (12V) 域的各类信息。这些参数包括各种故障条件、功率器件温度和功率器件的VCE或VGE状态。增强对不同参数的监测有助于实现电动汽车系统的ASIL D功能安全。栅极驱动器波形整形功能 (如段式驱动器) 支持客户优化交换来提高效率，同时防止超调量，从而降低EMC噪声。

牵引逆变器系统框图