第二代电动汽车功率逆变器控制参考平台

第二代车规级IGBT/SiC-EV功率逆变器控制参考平台包括以下变化：

标准外形规格P6 HybridDrive电源模块符合onsemi VE-Trac和Infineon HybridPACK IGBT模块（例如使用Cree SiC芯片的StarPower P6模块）的评估标准

从GD3100栅极驱动器迁移到GD3160，提高了效率和IGBT/SiC兼容性

借助THA1100增加以太网接口功能

可实现更高的输出电压和更高的功率密度

系统IP使用内嵌在MCU中的软件解析器，而无需硬件解析器，从而减少了系统的BOM数量

为了确保高水平的功能安全以保护车辆操作员以及第一代系统，使能套件中包含系统级功能安全白皮书、设备FMEDA和功能安全运行时框架，适用于ASIL C/D EV-逆变器实施客户。

功能安全咨询和安全软件是平台提供的可选附加服务。

该平台为开发IGBT逆变器控制系统解决方案奠定了全面基础，且经过验证和动态测试。

完整的逆变器控制参考平台，包括4块板、IGBT模块、DC Link电容、母线、冷却板、电机选件、机箱和软件。

支持的器件

处理器和微控制器

超高可靠性的MPC57xx MCU

MPC5775B和MPC5775E微控制器适用于需要先进性能、安全性和ASIL-D支持的汽车和工业电池管理和逆变器应用。

这些MCU与MPC5777C器件兼容，为客户提供面向目标应用的优化功能。MPC5775B和MPC5775E为使用MPC5xx、MPC55xx、MPC5644A和MPC5674F以及eTPU定时器和类似引脚数选项的客户提供理想的迁移路径。

电源管理

安全SBC

FS6500:符合1级和0级安全标准的电源系统基础芯片，带有CAN灵活数据收发器

动力和发动机控制

FS65系统基础芯片(SBC)能够为MCU供电，并通过DC/DC开关稳压器、线性稳压器和超低功耗节能模式来优化能耗。

特性：

针对ASIL B/D应用的高级功能安全措施

可用于控制和诊断MCU的串行外设接口(SPI)

集成了CAN FD和LIN物理接口，符合ISO11898-2、-5、LIN2.2、2.1/J2602-2标准以及针对EMC (电磁兼容性)和ESD (静电释放)的最新汽车OEM标准

一系列集成的安全功能，例如关键模拟参数监控、一个故障停车状态机和一个高级看门狗，使用双核锁步MCU能够降低软件复杂性

能够耐受高温(TA = 150°C，TJ = 175°C)，符合AECQ100 0级汽车标准

GD3160:面向SiC MOSFET的具有段式驱动的先进高压隔离栅极驱动器

GD3160是一种改进的、先进的单通道高压隔离栅驱动器，具有驱动和保护碳化硅（SiC） MOSFET以及功能安全的增强功能。

借助GD3160的SPI可编程驱动、保护和故障报告功能，用户可以优化驱动并保护几乎任何SiC MOSFET或Si IGBT电源开关的条件。

GD3160符合ISO 26262和汽车标准，集成了BOM节省和功能安全功能，可支持实施符合ASIL D要求和功率密度高效的xEV逆变器解决方案。

接口

汽车以太网PHY收发器

TJA1100HN:符合IEEE 100BASE-T1标准的汽车以太网PHY收发器

3.3V/5V IO CAN收发器

TJA1051:高速CAN收发器

概述

对于使能套件中包含的每个板，可从安全站点下载硬件原理图、PCB布板和Gerber文件。

MCU控制板（EV-CONTROLEVMHD）：

该电路板包含4个重要的恩智浦集成电路、接口连接器和电流传感器。

MPC5775E是面向电机控制的32位Power Architecture双核ASIL D MCU，提供高达264 MHz/核的性能、CSE安全、eTPU定时器、软件解析器和高度可扩展的解决方案。

FS65xx系统基础芯片（SBC）为MCU供电，从而优化了能耗并提供了低压侧的监测和保护功能。

TJA1051收发器面向汽车业的高速CAN应用，可以为MPC5775E和CAN协议控制器提供发送和接收差分信号的功能。作为一种替代的通信协议，TJA1100HNZ是一款汽车以太网PHY芯片，还提供针对汽车用例进行了优化的100BASE-TI单端口PHY。

接口连接器是23引脚连接器，用于电机控制输入。

此板上集成了3个LEM电流传感器，提供+/-900安培的测量范围。也可以使用意瑞半导体的CHA611线性霍尔传感器加磁环的方案

(参考：高灵敏度，高精度可编程线性霍尔传感器CHA611/CHI612在新能源汽车的电量检测系统中的应用）

功率模块的驱动器控制板（EV-POWEREVBHDBT：IGBT版本或EV-POWEREVBHD：Sic版本）：

这些板专为工业标准P6HD IGBT功率模块设计，兼容onsemi VE-Trac和Infineon HybridPACKTM IGBT功率模块，StarPower P6（HybridPACK Drive）模块安装了Cree 1200V/600A 13mΩ SiC MOSFET芯片

它配有面向IGBT和SiC MOSFET的GD3160高级单通道栅极驱动器。

集成电隔离和低导通电阻驱动晶体管提供高充电和放电电流、低动态饱和电压以及轨到轨栅极电压控制。

该电路板自主管理严重故障并通过INTB引脚和SPI接口报告故障和状态。

栅极电压通过隔离变压器和返驰控制器提供。

使能软件（SW）具有以下功能：

恩智浦SDK，具有量产级SPCE/CMMI B类和符合MISRA 2012的低级SDK

设备驱动程序

提供软件，用于对驱动永磁同步电机（PMSM）或感应电机的三相逆变器进行系统配置和基本控制。

用于电机位置检测的软件解析器数字转换器（RDC）的特殊功能驱动器，无需附加的硬件解析器，也不需要在用于栅极驱动器控制的eTPU上执行精确的PWM软件实现

逆变器服务中间件，具有函数调用功能，由功能应用层控制平台电机运行。

高级AMMCLIB优化软件库，用于实现精密电机驱动控制

FreeMASTER图形用户界面，用于运行和监测逆变器平台。

功能安全

小巧、紧凑的10 IC系统规格符合ASILC/D标准

强大的故障沉默SBC，具有0级功能

带API的功能安全示例和使能软件

恩智浦功能安全咨询服务助力客户实现其目标功能安全概念（请与当地销售人员联系，了解更多信息）

相关材料

逆变器控制硬件设计包（原理图、PCB布板、Gerber文件）

恩智浦设备数据手册

恩智浦设备功能安全文档

恩智浦设备软件驱动程序（GD3160和FS65）

逆变器BSW，包括服务级别、SDK、驱动程序

Freemaster GUI和逆变器示例应用软件

汽车数学和电机控制库（AMMCLIB）

硬件使能套件包含控制、驱动程序和RDC板

使能套件用户指南

系统设计指南应用笔记

逆变器BSW用户手册

审核编辑 ：李倩