设计了一款 13 W 双输出汽车电源。它旨在用于支持 30 VDC 至 1000 VDC 超宽输入范围的 800 V 电池系统电动汽车。此设计采用 InnoSwitch3-AQ 系列 IC 的额定电压为 1700 V 的 INN3949CQ IC。在典型配置中,9 V输出为主牵引逆变器的控制电源提供紧急备用电源轨(损耗为12 V的功能安全要求),18 V输出提供栅极功率。该设计通过观察 IEC 60664 第 1 部分和第 4 部分中指示的所需的爬电距离和电气间隙,提供从高压直流 (HVDC) 输入到 18 V 和 9 V 输出的增强隔离。在18 V和9 V输出之间提供基本隔离。
稳压 18 V 输出可在 60 VDC 至 1000 VDC 的输入电压范围内连续提供 10 W 功率,可用于为当前一代 SiC MOSFET 提供栅极功率。在 30 VDC 输入时,18 V 输出的功率能力降低到 4 W,足以在未驱动逆变器的情况下启动。交叉稳压 9 V 输出可在 30 VDC 至 1000 VDC 输入电压范围内提供 3 W 的功率,在 12 V 系统发生故障(功能安全要求)时提供备用电源以维持逆变器运行。InnoSwitch3-AQ通过直接检测输出电压并通过FluxLink向初级侧提供快速、准确的反馈,从而保持必要的稳压。次级侧控制还支持使用同步整流,与二极管整流相比,提高了整体效率,从而通过消除散热来节省成本和空间。
汽车逆变器环境恶劣,其特点是功率模块的开关动作具有高dv/dt和di/dt。在电源的隔离栅上会产生较大的共模电流,这反过来又会干扰电源运行、其他逆变器模块和测量信号的完整性。输入共模扼流圈 L1 与旁路电容 C1 至 C6 一起有助于滤除不需要的噪声,并防止它们影响设计的整体性能。选择共模电感器L1时,基准板能够承受Power Integrations内部的“高压网络纹波电阻”测试。
该测试在高压输入端注入高频纹波,以模拟牵引逆变器中的实际直流母线电容器纹波。L1 的最终值将取决于最终设计或应用要求。噪声越高,L1的电感应该越高。但是,应考虑电感值和直流电阻(DCR),这对设计的整体效率有影响。图6显示了共模扼流圈的DCR如何影响参考板的整体效率。