瑞萨三合一驱动单元方案,助力电动车轻盈启航
如今,电动汽车驱动器正在从传统的分布式系统过渡到集中式架构。在传统的电动汽车设计中,逆变器、车载充电器、DC/DC转换器等关键部件往往采用分布式布局,各自独立工作,通过复杂的线束相互连接。这种设计方式不仅繁杂笨重,且维护起来也异常复杂。在这种情况下,X-in-1技术应用而生。X-in-1技术是一种动力传动系统的集成技术,旨在将多个动力传动组件集成到单一的系统中,以提高整体性能、减少体积和重量。
基于X-in-1技术,瑞萨推出三合一电动汽车单元解决方案,该方案将多个分布式系统集成到一个实体中,包括车载充电器,牵引电机控制,以及DC/DC转换器。这种集成极大简化了车辆组装难度,同时也降低了系统成本。
该方案采用适用于HEV/EV电机控制的高端车载微控制器RH850/C1M作为核心控制。RH850/C1M的内部旋转变压器/数字转换器(RDC2)和增强电机控制单元(EMU2)可降低CPU负载,只需与CPU进行少量交互即可有效控制电机。在MCU供电方面,方案采用RAA270000KFT电源管理IC。其包含两个集成的电流模式DC/DC转换器、四个低压差线性稳压器和两个线性跟踪器,实现了稳压器的过压、欠压检测等多种检测和诊断功能。
在负载电源转换的设计中,本方案采用PFC+LLC架构,并搭载TP65H035G4WS 650V 35mΩ氮化镓FET、RBA250N10CHPF-4UA02 MOSFET、ISL28214运算放大器以及ISL81802双通道同步降压控制器。
其中,ISL81802是一款双通道同步降压控制器,采用峰值电流模式控制,两个输出具有相位交错功能。每个输出都有配备了电压调节器、电流监视器和平均电流调节器,以提供独立的平均电压和电流控制。内部锁相环(PLL)振荡器可确保100kHz至1MHz的精确频率设置,并且振荡器可与外部时钟信号同步,以实现频率同步和相位交错并联应用。
在牵引逆变器的设计上,本方案采用RBA250N10CHPF-4UA02 MOSFET和ISL78434半桥NMOS FET驱动器。ISL78434半桥NMOS FET驱动器具有双独立输入,可分别用于控制高侧和低侧驱动器,能够为每个栅极驱动器提供独立的拉电流和灌电流引脚。
随着电动汽车市场竞争的加剧,X-in-1技术的应用将变得更加广泛。在这一背景下,瑞萨将继续凭借其在微控制器(MCU)、电源管理IC、模拟与混合信号IC以及连接等领域的深厚积累,积极应对市场挑战,为电动汽车制造商提供全面的技术支持与产品服务。
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