HEV/EV OBC 與 DC/DC 轉換器

縮短充電時間,並設計更小巧、更有效率且符合安全規範的車載充電系統與 DC/DC 轉換器

隨著電動車 (EV) 架構演進,車載充電器與 DC/DC 轉換器從離散式電子控制單元 (ECU) 設計轉為在機械或電氣層面整合的 combo box 設計。這類進階架構需要即時數位控制器,以實現精密的電源拓撲結構。我們的即時微控制器 (MCU) 可搭配我們的絕緣式閘極驅動器、偏壓電源和感測技術運作,實現快速有效率的 EV 充電,以及高電壓至低電壓 DC/DC 轉換。

為何應為您的車載充電器與 DC/DC 轉換器系統選擇 TI?

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啟用進階功能和架構

透過我們廣泛的即時 MCU 和類比技術產品組合,實現雙向功率流及整合式動力傳動系統等進階功能,進而達到更高的功率位準。

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縮減系統尺寸的同時可提高功率密度

我們的電源管理產品能以更高的頻率進行切換,即使是最先進的拓撲結構也不例外,進而提升功率密度。

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增強安全性及可靠性

利用 TI 功能安全 (合規) 與 TI 功能安全 (能力) 產品、所提供的文件以及我們安全專家的建議,有效率地獲得 ISO 26262 認證。

賦能技術

即時控制 MCU

進階即時控制提高了處理能力,並擴展感測和致動性能,進而提高精密度和效率,使車輛更經濟實惠。

優點包括:

  • 縮減尺寸和重量:低延遲控制迴路和高解析度 PWM 可實現更高的切換頻率,可縮減被動元件和磁性元件的實體尺寸和重量。
  • 提高功率密度和效率:發揮需要 100-kHz 至 1-MHz 切換頻率的寬能隙 (WBG) 氮化鎵和碳化矽半導體的效益。
  • 整合系統以降低成本:核心及周邊設備可實現進階電源拓撲,並支援在單一 MCU 上整合多重功率轉換。
資源
具有 CCM 圖騰柱 PFC 和 CLLLC DC/DC 參考設計的 7.4-kW 車載充電器參考設計
此雙向 OBC 參考設計包含交錯式連續傳導模式圖騰柱免橋接功率因素修正功率級,以及即時控制 MCU 所控制的 CLLLC DC/DC 功率級。
White paper
Achieving High Efficiency and Enabling Integration in EV Powertrain Subsystems (Rev. A)
本文探討車載充電器與高電壓至低電壓 DC/DC 轉換器的常見控制難題,以及這些子系統中 C2000™ 即時 MCU 的優點。 
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Technical article
How MCUs can unlock the full potential of electrification designs
閱讀高效能即時 MCU 如何幫助降低馬達尺寸與重量,以延長行駛距離,並讓電動車價格更實惠。
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Featured products for MCU
TMS320F280039C-Q1 現行 具有 CLA、CLB、AES 和 CAN-FD 的車用 C2000™ 32 位元 MCU 120-MHz 384-KB 閃存記憶體、FPU、TMU
TMS320F28386D-Q1 現行 具連結管理器、2 個 C28x+CLA CPU、1.5 MB 快閃記憶體、FPU64、CLB、Eth 的車用 C2000™ 32 位元 MCU
AM2634-Q1 現行 具有即時控制及安全性,且高達 400 MHz 的車用四核心 Arm® Cortex®-R5F MCU

隔離式閘極驅動器

閘極驅動器在輸入和輸出之間提供電氣隔離,並驅動基於絕緣式閘極雙極晶體管、矽或碳化矽的功率因數校正級。

優點包括:

  • 提高系統級效率:最小化切換和傳導損失,包括開啟和關閉能量。
  • 縮減整體系統尺寸和重量:增加的切換頻率可顯著降低整體系統的磁性和重量,而與單通道選項相比,雙通道驅動器實作可減小整體印刷電路板面積和物料清單。
  • 系統可靠性:電氣隔離及高共模瞬態抗擾性可提升系統對瞬態和噪聲的恢復能力。
Application note
Optimizing On-Board and Wireless Charger Systems Using Logic and Translation (Rev. A)
本應用說明提供了常見設計難題的範例解決方案,以在車載充電器系統中實現高效的電源轉換,這些難題可以使用邏輯和轉換來解決。
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White paper
高效整合式動力傳動解決方案: EV 普及的關鍵所在
本文檢視使用整合式動力傳動解決方案以透過電力電子加快電動車採用的優點,重點聚焦在寬能隙半導體開關和隔離式閘極驅動器的實作。
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White paper
Meeting the demand for more efficient and powerful onboard chargers (Rev. A)
本白皮書探討可支援高功率與提高的功率密度和效率的進階拓撲。
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Featured products for 隔離式閘極驅動器
UCC21530-Q1 現行 Automotive, 4A, 6A, 5.7kVRMS, isolated dual-channel gate driver with EN and DT pins for IGBT/SiC
UCC5350-Q1 現行 適用於 IGBT/SiC 且具米勒箝位或分離輸出的車用 ±5-A 單通道絕緣式閘極驅動器
UCC21222-Q1 現行 具有停用、可編程失效時間、8V UVLO 的車用 3.0kVrms、4A/6A 2 通道絕緣式閘極驅動器

合適的偏壓電源供應解決方案

提高功率密度和效率以滿足您的系統要求的同時,實現成本最佳化。從具有整合式場效電晶體 (FET) 與磁性元件、整合式 FET 與外部磁性元件或外部 FET 及外部磁性元件的偏壓電源供應器的產品組合中做選擇。

優點包括:

  • 採用小型元件封裝提高功率密度和效率,具有 >150-V/ns 共模瞬態抗擾度並減輕電磁干擾。
  • 簡化的功能安全,符合國際標準化組織 26262 標準,並且具備系統層級診斷和防護。
  • 具高負載調節準確度及熱效能的受保護電源模組。
White paper
Power Through the Isolation Barrier: The Landscape of Isolated DC/DC Bias Power (Rev. A)
本白皮書檢視各種隔離式 DC/DC 偏壓電源供應器,以在隔離層中移動訊號和電源。
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Application note
UCC14240-Q1 Simplifies HEV, EV, Bias Supply Design for Isolated Gate Drivers
本應用報告介紹將 UCC14240-Q1 用於隔離式閘極驅動器偏壓應用的優點。本文件的重點聚焦在汽車應用,與完全整合偏壓電源解決方案的易用性。
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White paper
以可靠且經濟實惠的隔離技術解決高電壓設計挑戰 (Rev. C)
本文件提供對於電氣隔離的概述,說明常見的高電壓系統隔離方法,並顯示我們的隔離積體電路如何協助設計人員穩妥地達成隔離要求。
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Featured products for 偏壓電源
SN6501-Q1 現行 適用隔離式電源的車用低雜訊、350-mA、410-kHz 變壓器驅動器
UCC25800-Q1 現行 適用於隔離偏壓電源供應器的超低 EMI 變壓器驅動器
LM25118-Q1 現行 符合 AEC-Q100 標準的 3-42-V 大範圍 VIN 電流模式非同步降壓升壓控制器

電壓及電流感測

利用高共模瞬態抗擾度和工作電壓來實現準確、低延遲電流及電壓量測,進而提高車載充電系統的系統效率、可靠性及性能。

優點包括:

  • 電容隔離,可增強安全性,並降低系統成本。
  • 高頻寬可加快控制及反應時間,實現更高的系統可靠性和更好的性能。
  • 將設計化繁為簡,省去對外部保護的需求。
Analog Design Journal
Design considerations for isolated current sensing (Rev. A)
本文內容涵蓋選擇隔離放大器時的設計注意事項,例如隔離規範、如何為高壓側供電,以及選擇輸入電壓範圍。
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Application brief
Accuracy Comparison of Isolated Shunt and Closed-Loop Current Sensing
本文件比較隔離式分流和磁性型感測,以完成像車載充電器、DC 直流電充電 (樁) 站、電源轉換系統及馬達驅動之類的應用的隔離式電流感測。
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Featured products for 感測
AMC3302-Q1 現行 具整合功能的車用 ± 50-mV 輸入、精密電流感測強化型隔離放大器DC/DC
TMCS1100-Q1 現行 具有外部參考的 AEC-Q100、±600-V 精密隔離式電流感測器
INA225-Q1 現行 AEC-Q100、36V、具四個接腳可選增益設定的雙向電流感測放大器

設計效率

電磁干擾 (EMI) 輸入濾波器設計精巧高效,是發揮電氣化完全優勢的最大關鍵。相對於被動式設計,主動 EMI 濾波器 IC 可減少磁性元件和整體濾波器尺寸。

優點包括:

  • 更容易整合系統:體積更精巧,包裝更小。
  • 減少元件功率損耗:實現更佳的散熱管理、更高效率、更長的元件使用壽命,以及更高的系統級可靠性。
  • 減輕零組件重量:提供更好的機械穩固性及更優質性能。
  • 改善高頻率:較小尺寸的扼流器具有較低的寄生繞組電容,其可改善高頻率的濾波器衰減。
White paper
主動 EMI 濾波器 IC 如何降低單相和三相電源系統中的共模輻射,並提升功率密度
本技術白皮書主要探討 3.3 kW 功率因數校正 (PFC) AC/DC 穩壓器的量測結果,說明 EMI 減少與節省電路板空間的優點。
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技術文章
獨立式主動 EMI 濾波器 IC 如何縮減共模濾波器尺寸
本文探討空間有限的應用如何使用主動式電源供應器濾波器積體電路來縮減磁性元件與整體濾波器尺寸。
影片
單相與三相主動 EMI 濾波器 IC 可減免共模 EMI、節省空間並降低成本
與傳統被動濾波器設計比較後,了解我們用於 CM 雜訊抵消的獨立式 AEF 產品組合為何能有效縮減單相和三相系統的尺寸、重量及成本。
Featured products for 主動 EMI 濾波器
TPSF12C1-Q1 現行 適用單相系統的車用共模主動 EMI 濾波器 (AEF)
TPSF12C3-Q1 現行 適用三相系統的車用共模主動 EMI 濾波器 (AEF)

與HEV/EV OBC 與 DC/DC 轉換器相關的參考設計

使用我們的參考設計選擇工具,找出最適合您的應用和參數設計。

Featured products

C2000 即時微控制器 TMS320F280037C-Q1 現行 具有 CLA、CLB、AES 和 CAN-FD 的車用 C2000™ 32 位元 MCU 120-MHz 256-KB 閃存記憶體、FPU、TMU
隔離式閘極驅動器 UCC21530-Q1 現行 Automotive, 4A, 6A, 5.7kVRMS, isolated dual-channel gate driver with EN and DT pins for IGBT/SiC
新產品 霍爾效應電流感測器 TMCS1123 現行 具有 AFR、參考及 ALERT 功能的 ±1300V 強化型隔離 80Arms 250kHz 霍爾效應電流感測器
隔離式放大器 AMC1311-Q1 現行 車用 2-V 輸入精密電壓感測強化型隔離放大器
隔離式電源模組 (整合式變壓器) UCC14240-Q1 現行 車用 2.0-W、24-Vin、25-Vout 高密度 > 3-kVRMS 隔離式 DC/DC 模組
電源供應器濾波器 IC TPSF12C3-Q1 現行 適用三相系統的車用共模主動 EMI 濾波器 (AEF)
28 APR 2021 | 部落格
Integrating powertrain systems into a compact mechanical enclosure can lead to more affordable, more efficient electric vehicles (EVs)
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技術資源

White paper
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Meeting the demand for more efficient and powerful onboard chargers (Rev. A)
本白皮書探討可支援高功率與提高的功率密度和效率的進階拓撲。
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Achieving High Efficiency and Enabling Integration in EV Powertrain Subsystems (Rev. A)
本文探討車載充電器與高電壓至低電壓 DC/DC 轉換器的常見控制難題,以及這些子系統中 C2000™ 即時微控制器的優點。
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White paper
White paper
Taking charge of electric vehicles – both in the vehicle and on the grid (Rev. A)
本文件探討車載充電器、它們的運作原理及充電站如何與車載充電器和 EV BMS 互動,以及各種電源架構實作。
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