800V高压平台受关注，PI推出集成SiC MOSFET的车规级反激式开关IC

（文/程文智）这几年电动汽车发展异常火热，销量是节节攀升，其续航能力也在不断取得突破。但里程焦虑还没有彻底解决，为了应对该问题，汽车厂商开始采用大电池和快速充电解决方案。
 
为了提高充电速度，不少汽车厂商把出路放在了800V高压平台上，特别是保时捷Taycan搭载了800V快充技术后，国内不少车企也开始将800V高压平台车型作为了未来布局的重点。在2021年，国内就有车企和相关企业发布了800V高压平台规划，比如比亚迪、华为、小鹏、极氪、岚图、广汽埃安、理想、领跑等。根据公开披露的信息，2022年市面上将会有不低于10款车型会采用800V高压快充技术。

 
从目前的400V高压平台升级到800V高压平台，意味着整车的电气架构都要基于新的高压平台重新设计，所使用的元器件也需要相应升级。PI 资深技术培训经理阎金光表示，PI看到了电动车的这个发展趋势，因此在近期推出了全新的InnoSwitch3-AQ产品，该产品采用碳化硅（SiC）初级开关MOSFET的汽车级开关电源IC，将耐压值提高到了1700V，可提供70W的输出功率，主要用于600V和800V纯电池和燃料电池乘用车，以及电动巴士、卡车和各种工业电源应用。
 

800V高压平台受青睐，未来更有可能是1000V以上

在阎金光看来，800V的高压平台并不是终点，未来电动汽车的母线电压有可能是1000V以上，“同样的功率下，提高母线电压，就可以将电流做小，而减小电流就意味着降低了电路损耗。而且更小的电流可以使用更细的导线，有利于降低整车的体积和重量，从而变相增加了电动汽车的续航。”
 
他举例说，与400V母线电压相比，采用900V母线电压产生的热量损耗仅为原来的1/5，大大提升了电动汽车的效率。

 
另外，提高目前电压，也可以大幅缩短电池的充电时间。阎金光指出，一年半之前的预测显示，大概有20%的车会改为900V母线电压，现在已经大概有50%甚至以上的新车型都在采用900V的母线电压。以后的趋势甚至会有1000V到1200V母线电压的电动汽车上市。
 

新的InnoSwitch3-AQ的优势

InnoSwitch3-AQ在2020年就已经推出，当时支持400V或者800V的母线供电，输入电压范围为30V~400V，可以为驱动电机控制和牵引控制器提供供电。而且内部集成的是硅基MOSFET，耐压值是750V。
 
如今集成了1700V碳化硅MOSFET的全新InnoSwitch3-AQ采用了超薄InSOP-24D封装，使用FluxLink反馈链路，可以为次级侧控制提供高达5000伏有效值电压的加强绝缘。FluxLink技术可直接检测输出电压，其优势在于可提供高精度的控制以及极其快速的动态响应特性。在无需借助外部电路的情况下，电源在30V输入电压下即可工作，这对满足功能安全的要求至关重要。其他保护功能包括输入欠压保护、输出过压保护和过流限制。

 
新器件内部还集成同步整流和准谐振(QR)/CCM反激式控制器，可实现90%以上的效率，轻松满足最严格的OEM厂商要求。采用此方案的电源空载功耗可低于15mW，可以降低电池管理系统当中电池的自放电。
 
以前，集成750V MOSFET的InnoSwitch3-AQ虽然也适合800V的电压轨应用，但需要选择StackFET模式来实现。如今新的1700V耐压InnoSwitch3-AQ将不再需要StackFET电路架构了，电路将会更加简单。据阎金光介绍，采用全新的集成了SiC MOSFET的InnoSwitch3-AQ可将电源的元件数量减少多达50%，从而节省大量电路板空间、增强系统可靠性并缓解元器件采购所面临的挑战。

 
 

结语

从消费类进入汽车领域，总要经历一个客户认可的过程，PI也不例外。阎金光分享说，开始电动汽车设计厂商客户刚拿到他们的Demo板时，都不太相信有这样的方案，但做了测试之后，终于认可了他们的解决方案，且有相见恨晚的感觉。因为在市场上很少有既有高耐压的MOS管，又做到次级侧SSR稳压调整的产品。现在，用两个额定耐压1700V的新型号器件就可以输出50W和70W不同应急电源功率。加上，PI以前推出的750V和900V的InnoSwitch3-AQ系列产品，现在PI可以涵盖所有电动汽车系统电压，无论是400V、800V或将来的1200V、1500V母线电压。

 
当然，InnoSwitch3-AQ 1700V器件也适用于工业类应用，以集成解决方案取代分立的控制器加MOSFET设计，节省空间、时间和成本，同时提高可再生能源、工业电机驱动、电池储能和电表等应用的可靠性。