1.2 关于提高逆变器的性能和可靠性

那么接下来的问题是

如果说系统需要更多的保护

我们应该采取什么样的解决方案？

现在以车里的电机驱动为例

给大家介绍一款我们马上 推出的一个新解决方案

对于目前的

电动车的电机驱动来说

在国内的普及率，目前在世界的 普及率也是越来越高

那么电机驱动的功率从小功率50千瓦

大功率将近200千瓦不等

因为这个应用

对于安全性能的要求非常高

所以说保护在电车里的电机驱动来说

是一个必不可少的环节

并且来说呢

目前为了降低系统的损耗

并且提高系统的power density

越来越多的客户把碳化硅用在

用在电机驱动里面

那么对于碳化硅的应用来说

保护比igbt模块要更为重要

除此之外

在系统里面

通常需要检测模块的温度

也是起到一个保护的作用

并且也要检测

电压电流的信号

去用来做保护或者控制

接下来为大家介绍 这块我们即将要推出的

一个新的解决方案

UCC21710这款芯片是我们

推出的一个新的功能比较强大的芯片

这个芯片是soic16宽制芯片

那么这个芯片主要我们能应用的场合

是在电动车的电机驱动

包括工业的电机驱动

包括off boot charger、 on boot charger

包括大功率光伏系统上面的一些应用

这个UCC21710呢

这款我们推出的其实是一组芯片

21710是其中的一种

除了了UCC21710之外

我们还有UCC21732和UCC21750

那么这一组芯片呢

它们主要的stack是这些

首先是有很强的的开通和关断的能力

那么开通和关断的峰值电流

都是10A

并且这款芯片是能够支持最低

cmti150V/ns

然后这款芯片呢

是支持igbt和碳化硅 模块的一个隔离电压

他也是一个加强型隔离的驱动芯片

并且源边跟负边工作电压最高能够

到2121V的dc电压

所以说是能够支持 1700V的igbt和碳化硅模块

都是没有问题的

那么ucc21710这款芯片

它主要能解决这么些系统的challenge

现在就是说在电动车的电驱系统里面

因为对于power density要求越来越高

对于efficiency的要求也是越来越高

所以说现在igbt模块的趋势

主要在于说把

输入电容、输出电容做得越来越小

并且现在的趋势也是希望 能够用碳化硅模块

去取代igbt模块，从而能够让

系统的switching speed越来越快

从而efficiency效率被提得很高

并且这种情况下呢

switching frequency能够被推得比较高

那么对于power density来说呢

也有好处

整个系统的重量、体积都能够减小

那么这个趋势带来的问题就是

首先一个，开关越来越快

那么DC/DT就被推得越来越高

并且碳化硅来说的话

DV/DT能够达到100V/ns也是有可能

所以说对于

这个驱动芯片来说

很强的cmti抗干扰的能力

是很重要的

并且在于

电机驱动系统里面

会有一些电磁干扰

那么，对于这个electric vacation

这个系统抗感染的能力也是很重要的

所以说

对于驱动来说

cmti的指标是很重要的

那么UCC21710这个芯片

是150V/ns的minimum spark

所以，从这方面来说呢

能够在噪声比较强的系统里面

而且在于开关速度非常高的系统里面

能够提高系统的性能和稳定性

那么第二个优点

在于它能够提高这个系统的效率

因为这个驱动芯片带有非常强的

开通和关断的能力

所以是10A的开通和关断的峰值电流

传统的解决方法是

用一个开关能力比较弱的驱动芯片

再加上一个图腾柱的电流放大器

来把这个电流驱动到比较高的一个值

但是对于UCC21710

这个系列的产品来说是不需要

再加这个图腾柱的电路了

就是说

它自己10A的电流的驱动能力

是可以足够去驱动碳化硅模块

并且是大功率的igbt模块

是可以驱动的，并且这个是 没有热的问题的

因为我们在package上面

是做了加强散热的处理

所以10A的开通和关断的能力

能够让device的开通和 关断的速度非常快

所以说能够

最大化去运用这个device 开通跟关断的速度

尤其是在（听不清） 这段时间里面的时候

是能够把时间降得非常低

这样的话（听不清）会非常小

那么在提高系统效率方面

10A的很强的关断能力

是有比较大的好处

那么第三点好处是 这一系列的产品能够

去帮助系统提高power density

这个是为什么呢？

首先像刚刚讲到的这样

因为10A的电流驱动能已经比较大

所以说

不太需要在外部再加 一个图腾柱的电流放大器

再来实现放大电路

所以说这一级，放大器能够被省掉

然后这一级放大器呢

其实是被integrate在driver里面

所以说外部的不管是从成本角度来说

还是从电路板面积的角度来说

都是有提高的

那么，第二点是这个驱动

它自带一个一级隔离的ADC

那么这一级隔离的ad

是能够去替代原有的隔离的运放

或者是隔离的ADC，在外部的

那么，从这个角度上面来说

负边上市能够省一个ldo

并且说能够省一个隔离的

隔离的运放和ADC

这个单路的ADC

是集成在驱动里面的

最后一点，是这个驱动芯片

它带非常好的保护功能

就是除了基本的源边的vcc的

电源保护、掉电保护

和负边的vdd的掉电保护之外

它还带active（听不清）

这样能够在最晚开通的时候

防止关断的误导通的情况出现

那么除了这些

这些基本的保护功能之外

这个芯片能够实现非常快的过流保护

和短路保护

那么在从检测到过流阈值的这个时候

到电路，这个驱动把device （听不清）是很快的

那么这个对于碳化硅模块 尤其是一个很有好处的功能

那么对于igbt模块来说

保护的越快，对于系统的可靠性来说

也是比较好的

然后这里给大家详细介绍一下

UCC21710是如何提高 系统的性能和稳定性的

首先还是这款芯片是带一个集成的

电脑放大器在驱动芯片里面的

所以对于外部电路来说呢

是不需要再加额外的电流放大器

并且对于驱动一些

功率模块，igbt模块，或者 碳化硅模块来说

都是比较理想的

再一个就是说

省电系统的（听不清） 也是比较有好处的

另外呢，好处在于说， 对于外部电流运放来说

加一级这个PnP或者npn

对于系统input到 output的poking delay

也不是非常好

但是就是如果说电容放大器集成在

驱动里面的话

这部分完全对于 我们的驱动来说是可控的

所以说呢

从这几个方面来说

它是可以去

首先一个，是降低系统的（听不清）

然后提高系统的power density

并且对于系统的 efficiency是有好处的

然后另外想强调的一点就是

过流保护和短路保护的能力

这个驱动芯片的过流保护和短路保护

是能够做到非常快的

那么正常情况下来说

电流是只会走上管 或者下管一个管的

但是如果说是发生误导通的情况

上下管会出现说through

那么这种情况下呢

从右边的图来看

这个是MOSFET侧面的简面图

那么当这个短路发生的时候

MOSFET这个带会有一个非常集中的

一个热，会集中在MOSFET的带里面

但是在短路的情况下的时候

这个热是散不出去的

那么其中的一个Hotspot

如果说温度过高的话

就会让这个 GATE发生break down

所以说这种情况呢

如果说是不及时保护住igbt 或者MOSFET的话

这个device就会损坏

所以说对于一个可靠的系统来说

迅速的过流和短路保护 是非常重要的一个性能

除了上面提到的两点之外

UCC21710这个系列呢

还是能够提供集成的 模拟到数字信号的一个

转换的隔离通道

具体的信息呢， 大家可以在ti.com上面

从我们delta（听不清）里面 找到一些具体信息

那么总结一下我们 新推出的两款驱动芯片

这两款驱动芯片

都是基于溶隔加强型隔离芯片

那么，溶隔对于这两款芯片来说

带来的好处首先是寿命

那么TI的隔离芯片，溶隔的 芯片寿命都是大于50年的

这两款芯片呢

都有非常高的working voltage

那么从源边到负边来说

这个隔离的电压都是能够做到很高

然后cmti的rating由于溶隔的技术

能够控制到非常小的

集成电容

所以说cmti的rating也非常高

那么对于UCC23513来说呢

是100V/ns

UCC21710这些来说呢

是150V/ns

然后溶隔技术能够提供 非常小的输入端到输出端的

propagation delay

是能够通过对于 二氧化硅层跟层之间的

针距和厚度的控制能够 达到一个精确的控制

并且溶隔芯片并不会产生非常大的

emi的问题

所以说呢

对于附近芯片不会有干扰问题

这个是从（听不清）上面来说

溶隔的芯片能够带来的好处

那么UCC23513这款芯片

它是soic六个pin的宽距芯片

这款芯片是直接可以droppin

替换掉光耦隔离的芯片的

然后像刚才提到的cmti能够有100V/ns

这个是相对于有光耦芯片来说

有非常大的优势

然后part-to-part的shew

包括是（听不清）

都能够控制得非常小

这个对于提高系统的效率

减小dead time的 导通损耗来说

是非常有帮助的

然后再一个就是这个芯片

它的温度范围是能够工作在

-40℃—125℃的工作范围的

这是UCC23513这款芯片

那么UCC21710这个系列的芯片

它的优势主要在于是

首先，这款加强型隔离的芯片

是有非常强大的驱动能力

是10A开通和关断的 峰值电流驱动能力

并且它是带一个 集成的模数转换的通道

这种情况下呢

客户不需要再 额外的用一个外部的

模数转换的芯片或者运放

隔离模拟运放来做

一些温度和电压检测

并且这个芯

它对于过流保护和 短路保护的反应

时间非常快

并且21710这款芯片

它有最低150V/ns的cmti

这个是可以足够支持 碳化硅的模块的驱动

这个是ucc21710这个系列产品的优势

那么关于TI的溶性隔离的技术

大家可以在iti.com/solation这个 网站上找到更多的资料

我们有很多的white paper、注释， 去解释我们溶隔的

工作原理和一些优势

对于gatedriver

大家可以在 ti.com/gatedrivers这个网站上

大家感兴趣的（听不清）

我们也有一些reference design

然后还有application note， 大家都可以浏览

TI是能够给客户提供 电源完整的生态系统

大家在ti.com.cm/power这个网站上面

能够找到非常丰富的资料

包括我们的e to e的网站

还有TI的一些培训

web bench可以帮助大家去 了解一些基本的电路的拓扑

包括我们的一些新的产品

然后工艺研发和一些销售的支持

那么TI的这本电源设计基础

也是已经发行了

大家可以在天猫或者京东上

订阅中文版

今天的讲解就到这里

谢谢大家

那么接下来的问题是

如果说系统需要更多的保护

我们应该采取什么样的解决方案？

现在以车里的电机驱动为例

给大家介绍一款我们马上 推出的一个新解决方案

对于目前的

电动车的电机驱动来说

在国内的普及率，目前在世界的 普及率也是越来越高

那么电机驱动的功率从小功率50千瓦

大功率将近200千瓦不等

因为这个应用

对于安全性能的要求非常高

所以说保护在电车里的电机驱动来说

是一个必不可少的环节

并且来说呢

目前为了降低系统的损耗

并且提高系统的power density

越来越多的客户把碳化硅用在

用在电机驱动里面

那么对于碳化硅的应用来说

保护比igbt模块要更为重要

除此之外

在系统里面

通常需要检测模块的温度

也是起到一个保护的作用

并且也要检测

电压电流的信号

去用来做保护或者控制

接下来为大家介绍 这块我们即将要推出的

一个新的解决方案

UCC21710这款芯片是我们

推出的一个新的功能比较强大的芯片

这个芯片是soic16宽制芯片

那么这个芯片主要我们能应用的场合

是在电动车的电机驱动

包括工业的电机驱动

包括off boot charger、 on boot charger

包括大功率光伏系统上面的一些应用

这个UCC21710呢

这款我们推出的其实是一组芯片

21710是其中的一种

除了了UCC21710之外

我们还有UCC21732和UCC21750

那么这一组芯片呢

它们主要的stack是这些

首先是有很强的的开通和关断的能力

那么开通和关断的峰值电流

都是10A

并且这款芯片是能够支持最低

cmti150V/ns

然后这款芯片呢

是支持igbt和碳化硅 模块的一个隔离电压

他也是一个加强型隔离的驱动芯片

并且源边跟负边工作电压最高能够

到2121V的dc电压

所以说是能够支持 1700V的igbt和碳化硅模块

都是没有问题的

那么ucc21710这款芯片

它主要能解决这么些系统的challenge

现在就是说在电动车的电驱系统里面

因为对于power density要求越来越高

对于efficiency的要求也是越来越高

所以说现在igbt模块的趋势

主要在于说把

输入电容、输出电容做得越来越小

并且现在的趋势也是希望 能够用碳化硅模块

去取代igbt模块，从而能够让

系统的switching speed越来越快

从而efficiency效率被提得很高

并且这种情况下呢

switching frequency能够被推得比较高

那么对于power density来说呢

也有好处

整个系统的重量、体积都能够减小

那么这个趋势带来的问题就是

首先一个，开关越来越快

那么DC/DT就被推得越来越高

并且碳化硅来说的话

DV/DT能够达到100V/ns也是有可能

所以说对于

这个驱动芯片来说

很强的cmti抗干扰的能力

是很重要的

并且在于

电机驱动系统里面

会有一些电磁干扰

那么，对于这个electric vacation

这个系统抗感染的能力也是很重要的

所以说

对于驱动来说

cmti的指标是很重要的

那么UCC21710这个芯片

是150V/ns的minimum spark

所以，从这方面来说呢

能够在噪声比较强的系统里面

而且在于开关速度非常高的系统里面

能够提高系统的性能和稳定性

那么第二个优点

在于它能够提高这个系统的效率

因为这个驱动芯片带有非常强的

开通和关断的能力

所以是10A的开通和关断的峰值电流

传统的解决方法是

用一个开关能力比较弱的驱动芯片

再加上一个图腾柱的电流放大器

来把这个电流驱动到比较高的一个值

但是对于UCC21710

这个系列的产品来说是不需要

再加这个图腾柱的电路了

就是说

它自己10A的电流的驱动能力

是可以足够去驱动碳化硅模块

并且是大功率的igbt模块

是可以驱动的，并且这个是 没有热的问题的

因为我们在package上面

是做了加强散热的处理

所以10A的开通和关断的能力

能够让device的开通和 关断的速度非常快

所以说能够

最大化去运用这个device 开通跟关断的速度

尤其是在（听不清） 这段时间里面的时候

是能够把时间降得非常低

这样的话（听不清）会非常小

那么在提高系统效率方面

10A的很强的关断能力

是有比较大的好处

那么第三点好处是 这一系列的产品能够

去帮助系统提高power density

这个是为什么呢？

首先像刚刚讲到的这样

因为10A的电流驱动能已经比较大

所以说

不太需要在外部再加 一个图腾柱的电流放大器

再来实现放大电路

所以说这一级，放大器能够被省掉

然后这一级放大器呢

其实是被integrate在driver里面

所以说外部的不管是从成本角度来说

还是从电路板面积的角度来说

都是有提高的

那么，第二点是这个驱动

它自带一个一级隔离的ADC

那么这一级隔离的ad

是能够去替代原有的隔离的运放

或者是隔离的ADC，在外部的

那么，从这个角度上面来说

负边上市能够省一个ldo

并且说能够省一个隔离的

隔离的运放和ADC

这个单路的ADC

是集成在驱动里面的

最后一点，是这个驱动芯片

它带非常好的保护功能

就是除了基本的源边的vcc的

电源保护、掉电保护

和负边的vdd的掉电保护之外

它还带active（听不清）

这样能够在最晚开通的时候

防止关断的误导通的情况出现

那么除了这些

这些基本的保护功能之外

这个芯片能够实现非常快的过流保护

和短路保护

那么在从检测到过流阈值的这个时候

到电路，这个驱动把device （听不清）是很快的

那么这个对于碳化硅模块 尤其是一个很有好处的功能

那么对于igbt模块来说

保护的越快，对于系统的可靠性来说

也是比较好的

然后这里给大家详细介绍一下

UCC21710是如何提高 系统的性能和稳定性的

首先还是这款芯片是带一个集成的

电脑放大器在驱动芯片里面的

所以对于外部电路来说呢

是不需要再加额外的电流放大器

并且对于驱动一些

功率模块，igbt模块，或者 碳化硅模块来说

都是比较理想的

再一个就是说

省电系统的（听不清） 也是比较有好处的

另外呢，好处在于说， 对于外部电流运放来说

加一级这个PnP或者npn

对于系统input到 output的poking delay

也不是非常好

但是就是如果说电容放大器集成在

驱动里面的话

这部分完全对于 我们的驱动来说是可控的

所以说呢

从这几个方面来说

它是可以去

首先一个，是降低系统的（听不清）

然后提高系统的power density

并且对于系统的 efficiency是有好处的

然后另外想强调的一点就是

过流保护和短路保护的能力

这个驱动芯片的过流保护和短路保护

是能够做到非常快的

那么正常情况下来说

电流是只会走上管 或者下管一个管的

但是如果说是发生误导通的情况

上下管会出现说through

那么这种情况下呢

从右边的图来看

这个是MOSFET侧面的简面图

那么当这个短路发生的时候

MOSFET这个带会有一个非常集中的

一个热，会集中在MOSFET的带里面

但是在短路的情况下的时候

这个热是散不出去的

那么其中的一个Hotspot

如果说温度过高的话

就会让这个 GATE发生break down

所以说这种情况呢

如果说是不及时保护住igbt 或者MOSFET的话

这个device就会损坏

所以说对于一个可靠的系统来说

迅速的过流和短路保护 是非常重要的一个性能

除了上面提到的两点之外

UCC21710这个系列呢

还是能够提供集成的 模拟到数字信号的一个

转换的隔离通道

具体的信息呢， 大家可以在ti.com上面

从我们delta（听不清）里面 找到一些具体信息

那么总结一下我们 新推出的两款驱动芯片

这两款驱动芯片

都是基于溶隔加强型隔离芯片

那么，溶隔对于这两款芯片来说

带来的好处首先是寿命

那么TI的隔离芯片，溶隔的 芯片寿命都是大于50年的

这两款芯片呢

都有非常高的working voltage

那么从源边到负边来说

这个隔离的电压都是能够做到很高

然后cmti的rating由于溶隔的技术

能够控制到非常小的

集成电容

所以说cmti的rating也非常高

那么对于UCC23513来说呢

是100V/ns

UCC21710这些来说呢

是150V/ns

然后溶隔技术能够提供 非常小的输入端到输出端的

propagation delay

是能够通过对于 二氧化硅层跟层之间的

针距和厚度的控制能够 达到一个精确的控制

并且溶隔芯片并不会产生非常大的

emi的问题

所以说呢

对于附近芯片不会有干扰问题

这个是从（听不清）上面来说

溶隔的芯片能够带来的好处

那么UCC23513这款芯片

它是soic六个pin的宽距芯片

这款芯片是直接可以droppin

替换掉光耦隔离的芯片的

然后像刚才提到的cmti能够有100V/ns

这个是相对于有光耦芯片来说

有非常大的优势

然后part-to-part的shew

包括是（听不清）

都能够控制得非常小

这个对于提高系统的效率

减小dead time的 导通损耗来说

是非常有帮助的

然后再一个就是这个芯片

它的温度范围是能够工作在

-40℃—125℃的工作范围的

这是UCC23513这款芯片

那么UCC21710这个系列的芯片

它的优势主要在于是

首先，这款加强型隔离的芯片

是有非常强大的驱动能力

是10A开通和关断的 峰值电流驱动能力

并且它是带一个 集成的模数转换的通道

这种情况下呢

客户不需要再 额外的用一个外部的

模数转换的芯片或者运放

隔离模拟运放来做

一些温度和电压检测

并且这个芯

它对于过流保护和 短路保护的反应

时间非常快

并且21710这款芯片

它有最低150V/ns的cmti

这个是可以足够支持 碳化硅的模块的驱动

这个是ucc21710这个系列产品的优势

那么关于TI的溶性隔离的技术

大家可以在iti.com/solation这个 网站上找到更多的资料

我们有很多的white paper、注释， 去解释我们溶隔的

工作原理和一些优势

对于gatedriver

大家可以在 ti.com/gatedrivers这个网站上

大家感兴趣的（听不清）

我们也有一些reference design

然后还有application note， 大家都可以浏览

TI是能够给客户提供 电源完整的生态系统

大家在ti.com.cm/power这个网站上面

能够找到非常丰富的资料

包括我们的e to e的网站

还有TI的一些培训

web bench可以帮助大家去 了解一些基本的电路的拓扑

包括我们的一些新的产品

然后工艺研发和一些销售的支持

那么TI的这本电源设计基础

也是已经发行了

大家可以在天猫或者京东上

订阅中文版

今天的讲解就到这里

谢谢大家