牵引逆变器PMIC往SBC演进

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）PMIC即电源管理芯片，顾名思义是用于管理电子设备中电源分配，包括电压调节和电力分配等，是电子设备的“电力调度中心”。

PMIC的主要特点是集成度，一般会将DC-DC、LDO、负载开关、保护和监测电路等集成到一颗芯片上，替代原本需要的多颗分立器件，以节省PCB空间。同时PMIC还能通过智能调节，降低设备的能耗，减少能量浪费。

PMIC应用非常广泛，从低功耗的可穿戴设备，到功率500W以上的AI加速卡，再到数百kW级别的电机逆变器中，都会用到PMIC。

电动汽车核心的驱动电机，是由牵引逆变器所进行驱动的。而在牵引逆变器中，MCU可以看作是系统的大脑。

MCU在逆变器中负责执行驾驶员的操作指令，通过电流传感器等信号确定电机工作状态，使用FOC算法向栅极驱动器发送控制脉冲PWM，而MCU则继续根据传感器数据确定电机位置和转速，以实现精准控制。

与此同时，牵引逆变器中，除了MCU以外，还需要外围的高低边驱动、电流传感器等芯片。MCU和这些外围器件需要PMIC对他们的供电进行分配，以及提供稳定的低压供电，比如主驱逆变器的MCU、驱动芯片等模块需按特定顺序启动或关闭，PMIC通过内置时序控制器，确保各模块供电顺序符合设计要求，防止电流冲击或逻辑错误。

随着电动汽车对电机总成的体积要求越来越高，逆变器部分的功率密度也需要不断提高，包括使用SiC等第三代半导体功率模块，以提高功率密度。另一方面，PMIC通过集成多路电源输出，如降压、升压、LDO等，以及集成保护电路和通信接口，减少外围元件数量，降低PCB面积和系统复杂度，适用于高密度布局的主驱逆变器，帮助提高逆变器的功率密度。

同时PMIC还对MCU、系统工作状况等进行监测，作为最后一道安全屏障。由于牵引电机涉及到车辆行驶安全，所以与之匹配的牵引逆变器，往往需要满足ASIL D的功能安全等级。除了MCU本身满足ASIL D功能安全等级之外，PMIC也内置一些故障诊断机制，通过实时监测电压、电流及温度，触发关断或降额操作，保证系统安全，进一步提高安全标准。

比如最近英飞凌推出的集成式多轨电源解决方案OPTIREG PMIC TLF35585，内部集成了DC-DC和LDO，以及前置和后置稳压器架构，能够为AURIX系列以及其他MCU提供可靠供电，并实现监控和控制功能，满足ASIL D功能安全与175°C的结温范围。

不过在汽车应用上，一些厂商会在PMIC的基础上，推出SBC（System Basis Chip系统基础芯片），两者功能上有充电，但也有一些区别。从大的概念和产品定位看，PMIC主要专注于电源管理，为处理器和传感器等提供供电和时序管理等。SBC则是集成了更多的系统级功能，比如通信接口、系统监控、诊断保护等，可以理解成SBC是PMIC+通信接口+诊断+安全模块，专门面向汽车电子。

随着牵引逆变器的高功率密度需求，PMIC的集成度需求也更高，所以会逐渐往SBC的概念演进。