用于汽车功能电子化的新辅助电源方案

辅助电源单元在电池电动汽车（BEV）和混合动力电动汽车（HEV）的电源应用中无处不在，对于为控制、通信、安全、驱动等通常低于20 V的各种低压子系统供电至关重要，而且，电源本身的电源可能来自+400 V直流高压总线，如车载充电（OBC）系统或48 V或12 V电池电压轨。在如此广泛的应用范围内，对辅助电源的要求非常多样化，因而市场上产生了无数替代方案和运用。

尽管这些电源是辅助系统，但仍需要确保高可靠性和稳定性，因其在为关键模块供电，如可能包括核心控制器的逻辑级电路，或导通和关断功率金属氧化物硅场效应晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的门极驱动器。同时，要求紧凑的设计和出色的性价比，因为这些系统不是应用的核心部分，因此应花费尽可能少的资源来完成工作。安全也是最重要的，在大多数情况下，系统必须符合汽车标准，也规定了电磁干扰限制。而且，适应广泛的输入电压范围和适应不同用例的灵活性，使其脱颖而出。最后同样重要的是，辅助电源需要提供高压隔离，特别是如果法规规定，或功能隔离，以实现可靠的运行。

根据应用相应的上述要求，辅助电源用在不同的拓扑结构-反激、升压、降压-升压等。它们可采用替代的开关机制，如：准谐振或固定频率，并利用集成或分立技术来传输所需的功率。

图1.基于反激式拓扑的隔离型辅助电源原理图，工作在准谐振峰值电流模式控制下

安森美半导体最近推出了四个新方案：高压辅助电源，适用于基于800 V和400 V电池的BEV和PHEV并提供15 W或40 W功率，以及用于IGBT和碳化硅（SiC） MOSFET驱动器的隔离型电源。这些方案解决上述挑战并满足所需要求。

SECO-HVDCDC1362-15W15V-GEVB和SECO-HVDCDC1362-40W15V-GEVB是极高能效和灵活的初级端调节（PSR）辅助电源，优化用于BEV和PHEV汽车动力总成。这些设计可在250 V至900 V的宽输入直流电压范围内提供稳定的15 V，因此适用于400 V和800 V电池系统。

该方案利用NCV1362准谐振峰值电流PSR反激控制器、成本优化的NVHL160N120SC1 160mΩ1200 V碳化硅（SiC） MOSFET和FFSD0665B-F085 SiC二极管的多种优点。得益于SiC FET的高阻断电压能力和超低门极电荷（34 nC）值，开关损耗显著减小，该设计表现出出色的能效，在低交流电条件下高达86％。 NCV1362控制器出色的驱动能力支持SiC FET在12 V下直接运行，而无需预驱动器，从而简化了布局并减少了物料单的内容。反激式变压器提供4 kV的隔离度，且完全通过汽车级半导体和无源器件实现。

图2. SECO−HVDCDC1362−15W15V−GEVB的能效

图3. SECO−HVDCDC1362−15W15V−GEVB框图

图4.15 W高压辅助电源的优势

（SECO−HVDCDC1362−15W15V−GEVB）

SECO-LVDCDC3064-IGBT-GEVB是IGBT驱动器的隔离电源，提供所需稳定电压轨 （-7.5 V和15 V，每个分路50 mA），实现在宽输入电压范围（6 Vdc至18 Vdc）高效开关。还提供了额外的+7.5 V电源轨，以支持任何其他较低电压逻辑。该系统利用NCV3064 DC-DC转换器，实现紧凑而稳定可靠的设计，最小化材料单内容。该板完全采用汽车认证的器件实现，并且与商用IGBT DC - DC电源引脚兼容，从而提供了开箱即用的隔离型驱动器电源方案。使用相同NCV3064的另一个SiC变体SECO-LVDCDC3064-SIC-GEVB ［1］将适用于SiC MOSFET开关，为门极驱动器提供+ 20 V /-5V电压轨。

图5.1.5 W IGBT隔离型驱动器电源的优势 （SECO-LVDCDC3064-IGBT−GEVB）

图6. SECO-LVDCDC3064-IGBT−GEVB框图

新的电源设计用于400 V和800 V电池系统，隔离型电源用于IGBT和SiC门极驱动器，都经过专门设计，可直接集成到应用系统中。

安森美半导体用于汽车辅助电源方案的广泛产品和工具阵容，有助于满足每种应用的要求并提供最佳方案。除了AC-DC控制器和稳压器、DC-DC控制器和稳压器、功率MOSFET、二极管和保护器件的全面产品阵容，以充分实现广泛的设计，我们还提供广泛的硬件和软件评估以及开发工具帮助工程师，可加快开发阶段并缩短新产品的上市时间。

审核编辑：郭婷