近日，为助力工程师设计更高效的牵引逆变器，并更大限度地延长电动汽车(EV)行驶里程，德州仪器(TI)推出一款高集成度的功能安全合规型隔离式栅极驱动器——全新UCC5880-Q1增强型隔离式栅极驱动器，可使电动汽车动力总成工程师能够在提高功率密度、降低系统设计复杂性和成本的同时，实现其安全和性能目标。
■ 降低高压系统设计复杂度
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德州仪器混动汽车/电动汽车部门总经理吴万邦在新品发布会上介绍，栅极驱动器UCC5880-Q1旨在帮助汽车客户克服在高压系统设计时涉及的技术难点。
在进行电动汽车高压电源以及电驱动设计时，汽车行业客户有四大目标。第一，希望设计出更高效的牵引逆变器；第二，需要提高功率密度，在输出相同功率的情况下减小体积，或是在相同体积的情况下输出更大功率；第三，需要设计出高可靠性的系统，因为牵引逆变器和动力相关，安全可靠非常重要；第四，虽然系统要求不断提高，但从设计的角度还是需要降低系统复杂度，使用更少的元器件设计出相同功能的系统。
针对于客户的诉求，德州仪器在半导体创新领域也有四大目标：第一，帮助用户更大限度地延长汽车行驶里程；第二，帮助客户改进电动汽车的充电性能和效率；第三，通过半导体技术的创新和更迭，让电动汽车变得更加经济实惠；第四，因为汽车行驶涉及安全问题，德州仪器致力于帮助客户设计安全可靠的电动汽车。
聚焦到是牵引逆变器中的驱动技术，本次新推出的UCC5880-Q1可以很好匹配用户的目标。使用UCC5880-Q1的可调驱动技术，设计人员可以根据工况提高牵引逆变器的整体效率；产品的高集成度还可以帮助客户降低设计复杂度，并提高系统功率密度。同时，德州仪器的芯片符合功能安全ASIL-D设计标准，所以系统的可靠性就可以实现很大的提升。
■ 每年提升行驶里程1600公里
随着电动汽车日益普及，牵引逆变器系统的半导体创新技术有助于克服某些阻碍其广泛普及的关键技术障碍。汽车制造商可以使用UCC5880-Q1进行设计，构建更安全、更高效、更可靠的碳化硅 (SiC)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)牵引逆变器，使其具备实时可变的栅极驱动能力、串行外设接口(SPI)、功率模块监控和保护以及功能安全诊断。
由于效率提升会直接影响每次充电后的可延长行驶里程，因此愈发需要电动汽车有更高的可靠性和更出色的功耗性能。但是对于设计人员来说，要实现效率提升非常困难，因为大部分牵引逆变器的运行效率已经达到了90%，甚至更高。
通过以20A到5A的幅度实时改变栅极驱动强度，设计人员可以使用UCC5880-Q1栅极驱动器更大限度地减少SiC开关功率损耗，将系统效率提高多达2%。“因为目前的产品效率已经很高，牵引逆变器高压模块从IGBT换成SiC后还会带来新的挑战，所以即使是2%的提升，对系统设计来说都是非常有益的提升。”德州仪器中国汽车半导体事业部技术支持经理郭津说道。
他进一步举例，如果用户每周充三次电，2%的系统效率提升可以使用户每次充电都可以提升11公里的行驶里程，一年下来行驶里程可以提升约1600公里，进一步助力电动汽车用户缓解里程焦虑。
此外，UCC5880-Q1具有SPI通信接口以及集成的监控和保护功能，可降低设计复杂性、减少外部元器件成本。工程师可以使用SiC EV牵引逆变器参考设计，进一步简化设计并快速设计出一套更高效的牵引逆变器系统原型。这种经过测试的可定制设计包括UCC5880-Q1、辅助电源模块、实时控制MCU和高精度传感器。
■ 提供芯片及整体创新解决方案
降低能耗、提升续驶里程，是电池技术取得重大突破前的重要议题。目前有些电动车可以通过OTA升级来显著改善能耗表现，德州仪器可编程及可调节的驱动技术可以帮助动力系统OTA。
吴万邦介绍，现在有很多车企都提出了云数据概念，其中有一部分就是针对动力域的。动力域可以做很多事，比如把行驶中和高压相关的数据做采集与上传，例如电压、电流、功率、驱动电流档位等。在这个基础上，车企可以得到成千上万的用户数据，并根据用户的驾驶习惯做参数优化和软件升级。德州仪器这款可以通过编程来实现驱动调节的栅极驱动器芯片可以更好地帮助客户实现这一功能，根据行驶场景、用户习惯和系统优化需求，可以实现OTA升级。
德州仪器借助先进的高压技术和芯片技术的创新，帮助用户设计更加高效且更加可靠的牵引逆变器，从而延长电动汽车的行驶里程。德州仪器的目标是通过技术创新，帮助用户实现更高效率、更高可靠性和更高安全性的设计目标，同时通过技术创新来降低方案成本，让更多消费者买到性价比更高的电动汽车。
当然，德州仪器不只提供芯片方案，还提供包括在设计、封装、测试等芯片技术上全方位的创新开发的整体解决方案；不只提供一个隔离式栅极驱动芯片，而是会向客户提供包括驱动芯片、MCU、辅助供电、隔离电压电流采样等在内的整体解决方案，以及参考设计、包括实物样机，可供客户测试。
据了解，符合ISO26262功能安全标准的汽车级UCC5880-Q1现支持预量产，已和全球头部的车厂、Tier1和国内客户开展合作，但仅可通过TI.com.cn提供。