反激控制器LM5155/6-Q1讓電動汽車牽引逆變器設(shè)計更靈活，成本更優(yōu)

在全球氣候變暖和雙碳的背景下，以電能驅(qū)動車輛的交通方式在未來出行將占據(jù)主要地位。牽引逆變器（Traction Inverter）作為新能源汽車中重要的信號和能量傳遞部件，將動力電池輸出的直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟婒?qū)動電機(jī)，同時接收來自整車控制器和控制機(jī)構(gòu)（制動踏板、油門踏板、換擋機(jī)構(gòu)）的信息對電機(jī)的工作加以控制。德州儀器可在此應(yīng)用中提供符合AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)的反激控制器電源方案。

普遍一臺電動汽車會配置一臺電機(jī)和牽引逆變器，部分高端車型會配置前后四驅(qū)，兩臺或超過兩臺電機(jī)和牽引逆變器。

LM5155x-Q1和LM5156x-Q1是德州儀器的全新一代反激控制器:

符合面向汽車應(yīng)用的 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，且提供功能安全。

兩個物料Pin2Pin兼容且分別支持不同的5V 至 45V和3.5V 至 60V寬輸入工作范圍。

低功耗、高效率，可滿足100mV ±7% 低限流閾值，

提供強(qiáng)大的5A 峰值標(biāo)準(zhǔn) MOSFET 驅(qū)動器，支持外部 VCC 電源。

整體方案尺寸小，設(shè)計簡單，BOM成本低。

LM5156x-Q1額外支持可選雙隨機(jī)展頻， 可降低EMI的影響。

如圖2牽引逆變器示意圖所示：

圖2 牽引逆變器示意圖

1. 在12V 主電源上，采用隔離式反激設(shè)計，將蓄電池的12v電壓轉(zhuǎn)化為+15v或-9v供電給Gate Driver。TI提供基于LM5155/6的該隔離式反激參考設(shè)計，見圖3開發(fā)板，為四個獨立電源軌供電，每個電源軌可提供 14V 的電壓和 300mA 的電流。同時具有以下特性：

通道之間的電壓隔離較高、電容較低

初級側(cè)調(diào)整，無光耦合器

適用于高側(cè)和低側(cè) IGBT 驅(qū)動器

禁用時靜態(tài)電流為零

開關(guān)頻率 (500KHz) 較高，允許使用小型變壓器和濾波器組件

圖 3 汽車四軌 17W 隔離反激式參考設(shè)計開發(fā)板

2. 同時根據(jù)ISO 26262規(guī)定，如果主電池故障時，需要提供備份電源來保證牽引逆變器工作不受影響。例如采用從高壓400V電池輸出12V備份供電。TI提供基于 LM5155/6的高壓反激方案。 該參考設(shè)計提供 15V/22W 隔離輸出，可見圖4開發(fā)板，電源可由 200V-480V 直流輸入供電。同時具有以下特性：

無需光耦合器即可實現(xiàn)初級側(cè)調(diào)節(jié)

外形緊湊，具有隔離式反激功能

雙隨機(jī)展頻，可降低 EMI (LM5156)

圖 4 200V - 480V 直流輸入反激式隔離型電源參考設(shè)計開發(fā)板

審核編輯：郭婷