PI持续发力推出汽车级SCALE EV门极驱动器
在德国纽伦堡PCIM Europe展会最后一天，Power Integrations宣布推出适用于Infineon EconoDUALTM模块的SCALETM EV系列门极驱动板。
在介绍SCALETM EV系列门极驱动板之前，我们先要了解几个基础概念，什么是汽车功能安全？什么是汽车ASIL安全等级？为什么要保证汽车在紧急情况下主动放电？
首先，功能安全就是不存在由于电气和电子系统的故障或意外行为引起的危害而导致的不合理风险。例如，当动力传动系统发生故障时，车辆会逐渐停止而不是突然锁死；制动控制失灵时，车辆会逐渐停止；动力转向故障时，不可以导致转向完全失效，但车辆仍然可以通过努力实现转向。
其次，ASIL等级是指确认系统强制故障以良性（安全）方式发生，汽车安全完整性等级(ASIL)是由汽车电子设备安全标准ISO 26262定义的风险分类方案。等级越高，代表着面对的危险越严重。
汽车主动放电能够在紧急情况后保护技术人员、乘客和应急工作人员的安全。当电动汽车遇到碰撞等紧急情况时，将直流母线电容器电压放电至电动汽车(EV)驱动系统中的安全电压直流总线工作在400~1200V，对于车内人员来说存在致命危险。因此，当紧急情况发生后，系统需要将母线电压放电至安全水平，而安全水平电压通常小于60V，这对于应急电源(EPS)也是一种挑战。
新款驱动器同样适用于原装、仿制以及其它新的采用SiC的衍生模块，其应用范围包括电动汽车、混合动力和燃料电池汽车（包括巴士和卡车）以及建筑、采矿和农用设备的大功率汽车和牵引逆变器。
基于以上了解，PI资深技术培训经理Jason Yan向我们介绍了这款SCALETM EV系列门极驱动板，其应用范围包括电动汽车、混合动力和燃料电池汽车（包括巴士和卡车）以及建筑、采矿和农用设备的大功率汽车和牵引逆变器等。
据介绍，SCALE EV板级门极驱动器内部集成了两个增强型门极驱动通道、相关供电电源和监控遥测电路。新驱动板已通过汽车级认证和ASIL B认证，可实现ASIL C/D等级的牵引逆变器设计。第一个发布的SCALE EV系列成员是2SP0215F2Q0C，专为EconoDUAL 900A 1200V IGBT半桥模块而设计。
Power Integrations汽车业务发展总监Peter Vaughan表示：“门极驱动器设计对于电动汽车的性能和可靠性都至关重要。我们推出的这款新产品已完成开发、测试和验证以及ASIL认证，将大幅缩减系统开发时间和成本。”
SCALE EV门极驱动器产品系列具有1200V的额定耐压，适用于400V和800V系统，同时支持碳化硅(SiC)MOSFET和基于硅的IGBT开关。SCALE EV具备完善的保护措施，集成了主动短路、对所连接直流母线电容的主动放电、通过主动门极控制实现过压限制，以及门极监测、信号传输监测和芯片内温度监测等诊断功能，对于SiC MOSFET开关的短路和过流响应时间小于1微秒，而IGBT开关的短路和过流响应时间小于3微秒。
那么SCALE EV门极驱动器是如何满足汽车功能安全的呢？Jason Yan向我们介绍，通过两个两个连接器，分别为上管和下管提供驱动信号。当遇到突发情况，两个连接器同时出现故障的概率会减少很多，这样就能保证始终有一个半桥保持连通。
目前SCALE EV方案只有一个可用型号，即SP0215F2Q0C，适合通用EconoDUAL?模块。Jason Yan表示，如果客户有特殊模块，可以根据其特性对开关特性进行调整，还可以按照新模块的尺寸重新设计驱动板。目前的SCALE EV产品将于2022第四季度进入全面量产。
