第二代電動(dòng)汽車功率逆變器控制參考平臺(tái)

第二代車規(guī)級(jí)IGBT/SiC-EV功率逆變器控制參考平臺(tái)包括以下變化：

標(biāo)準(zhǔn)外形規(guī)格P6 HybridDrive電源模塊符合onsemi VE-Trac和Infineon HybridPACK IGBT模塊（例如使用Cree SiC芯片的StarPower P6模塊）的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

從GD3100柵極驅(qū)動(dòng)器遷移到GD3160，提高了效率和IGBT/SiC兼容性

借助THA1100增加以太網(wǎng)接口功能

可實(shí)現(xiàn)更高的輸出電壓和更高的功率密度

系統(tǒng)IP使用內(nèi)嵌在MCU中的軟件解析器，而無需硬件解析器，從而減少了系統(tǒng)的BOM數(shù)量

為了確保高水平的功能安全以保護(hù)車輛操作員以及第一代系統(tǒng)，使能套件中包含系統(tǒng)級(jí)功能安全白皮書、設(shè)備FMEDA和功能安全運(yùn)行時(shí)框架，適用于ASIL C/D EV-逆變器實(shí)施客戶。

功能安全咨詢和安全軟件是平臺(tái)提供的可選附加服務(wù)。

該平臺(tái)為開發(fā)IGBT逆變器控制系統(tǒng)解決方案奠定了全面基礎(chǔ)，且經(jīng)過驗(yàn)證和動(dòng)態(tài)測(cè)試。

完整的逆變器控制參考平臺(tái)，包括4塊板、IGBT模塊、DC Link電容、母線、冷卻板、電機(jī)選件、機(jī)箱和軟件。

支持的器件

處理器和微控制器

超高可靠性的MPC57xx MCU

MPC5775B和MPC5775E微控制器適用于需要先進(jìn)性能、安全性和ASIL-D支持的汽車和工業(yè)電池管理和逆變器應(yīng)用。

這些MCU與MPC5777C器件兼容，為客戶提供面向目標(biāo)應(yīng)用的優(yōu)化功能。MPC5775B和MPC5775E為使用MPC5xx、MPC55xx、MPC5644A和MPC5674F以及eTPU定時(shí)器和類似引腳數(shù)選項(xiàng)的客戶提供理想的遷移路徑。

電源管理

安全SBC

FS6500:符合1級(jí)和0級(jí)安全標(biāo)準(zhǔn)的電源系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片，帶有CAN靈活數(shù)據(jù)收發(fā)器

動(dòng)力和發(fā)動(dòng)機(jī)控制

FS65系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片(SBC)能夠?yàn)镸CU供電，并通過DC/DC開關(guān)穩(wěn)壓器、線性穩(wěn)壓器和超低功耗節(jié)能模式來優(yōu)化能耗。

特性：

針對(duì)ASIL B/D應(yīng)用的高級(jí)功能安全措施

可用于控制和診斷MCU的串行外設(shè)接口(SPI)

集成了CAN FD和LIN物理接口，符合ISO11898-2、-5、LIN2.2、2.1/J2602-2標(biāo)準(zhǔn)以及針對(duì)EMC (電磁兼容性)和ESD (靜電釋放)的最新汽車OEM標(biāo)準(zhǔn)

一系列集成的安全功能，例如關(guān)鍵模擬參數(shù)監(jiān)控、一個(gè)故障停車狀態(tài)機(jī)和一個(gè)高級(jí)看門狗，使用雙核鎖步MCU能夠降低軟件復(fù)雜性

能夠耐受高溫(TA = 150°C，TJ = 175°C)，符合AECQ100 0級(jí)汽車標(biāo)準(zhǔn)

GD3160:面向SiC MOSFET的具有段式驅(qū)動(dòng)的先進(jìn)高壓隔離柵極驅(qū)動(dòng)器

GD3160是一種改進(jìn)的、先進(jìn)的單通道高壓隔離柵驅(qū)動(dòng)器，具有驅(qū)動(dòng)和保護(hù)碳化硅（SiC） MOSFET以及功能安全的增強(qiáng)功能。

借助GD3160的SPI可編程驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和故障報(bào)告功能，用戶可以優(yōu)化驅(qū)動(dòng)并保護(hù)幾乎任何SiC MOSFET或Si IGBT電源開關(guān)的條件。

GD3160符合ISO 26262和汽車標(biāo)準(zhǔn)，集成了BOM節(jié)省和功能安全功能，可支持實(shí)施符合ASIL D要求和功率密度高效的xEV逆變器解決方案。

接口

汽車以太網(wǎng)PHY收發(fā)器

TJA1100HN:符合IEEE 100BASE-T1標(biāo)準(zhǔn)的汽車以太網(wǎng)PHY收發(fā)器

3.3V/5V IO CAN收發(fā)器

TJA1051:高速CAN收發(fā)器

概述

對(duì)于使能套件中包含的每個(gè)板，可從安全站點(diǎn)下載硬件原理圖、PCB布板和Gerber文件。

MCU控制板（EV-CONTROLEVMHD）：

該電路板包含4個(gè)重要的恩智浦集成電路、接口連接器和電流傳感器。

MPC5775E是面向電機(jī)控制的32位Power Architecture雙核ASIL D MCU，提供高達(dá)264 MHz/核的性能、CSE安全、eTPU定時(shí)器、軟件解析器和高度可擴(kuò)展的解決方案。

FS65xx系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC）為MCU供電，從而優(yōu)化了能耗并提供了低壓側(cè)的監(jiān)測(cè)和保護(hù)功能。

TJA1051收發(fā)器面向汽車業(yè)的高速CAN應(yīng)用，可以為MPC5775E和CAN協(xié)議控制器提供發(fā)送和接收差分信號(hào)的功能。作為一種替代的通信協(xié)議，TJA1100HNZ是一款汽車以太網(wǎng)PHY芯片，還提供針對(duì)汽車用例進(jìn)行了優(yōu)化的100BASE-TI單端口PHY。

接口連接器是23引腳連接器，用于電機(jī)控制輸入。

此板上集成了3個(gè)LEM電流傳感器，提供+/-900安培的測(cè)量范圍。也可以使用意瑞半導(dǎo)體的CHA611線性霍爾傳感器加磁環(huán)的方案

(參考：高靈敏度，高精度可編程線性霍爾傳感器CHA611/CHI612在新能源汽車的電量檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用）

功率模塊的驅(qū)動(dòng)器控制板（EV-POWEREVBHDBT：IGBT版本或EV-POWEREVBHD：Sic版本）：

這些板專為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)P6HD IGBT功率模塊設(shè)計(jì)，兼容onsemi VE-Trac和Infineon HybridPACKTM IGBT功率模塊，StarPower P6（HybridPACK Drive）模塊安裝了Cree 1200V/600A 13mΩ SiC MOSFET芯片

它配有面向IGBT和SiC MOSFET的GD3160高級(jí)單通道柵極驅(qū)動(dòng)器。

集成電隔離和低導(dǎo)通電阻驅(qū)動(dòng)晶體管提供高充電和放電電流、低動(dòng)態(tài)飽和電壓以及軌到軌柵極電壓控制。

該電路板自主管理嚴(yán)重故障并通過INTB引腳和SPI接口報(bào)告故障和狀態(tài)。

柵極電壓通過隔離變壓器和返馳控制器提供。

使能軟件（SW）具有以下功能：

恩智浦SDK，具有量產(chǎn)級(jí)SPCE/CMMI B類和符合MISRA 2012的低級(jí)SDK

設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

提供軟件，用于對(duì)驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)（PMSM）或感應(yīng)電機(jī)的三相逆變器進(jìn)行系統(tǒng)配置和基本控制。

用于電機(jī)位置檢測(cè)的軟件解析器數(shù)字轉(zhuǎn)換器（RDC）的特殊功能驅(qū)動(dòng)器，無需附加的硬件解析器，也不需要在用于柵極驅(qū)動(dòng)器控制的eTPU上執(zhí)行精確的PWM軟件實(shí)現(xiàn)

逆變器服務(wù)中間件，具有函數(shù)調(diào)用功能，由功能應(yīng)用層控制平臺(tái)電機(jī)運(yùn)行。

高級(jí)AMMCLIB優(yōu)化軟件庫，用于實(shí)現(xiàn)精密電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制

FreeMASTER圖形用戶界面，用于運(yùn)行和監(jiān)測(cè)逆變器平臺(tái)。

功能安全

小巧、緊湊的10 IC系統(tǒng)規(guī)格符合ASILC/D標(biāo)準(zhǔn)

強(qiáng)大的故障沉默SBC，具有0級(jí)功能

帶API的功能安全示例和使能軟件

恩智浦功能安全咨詢服務(wù)助力客戶實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)功能安全概念（請(qǐng)與當(dāng)?shù)劁N售人員聯(lián)系，了解更多信息）

相關(guān)材料

逆變器控制硬件設(shè)計(jì)包（原理圖、PCB布板、Gerber文件）

恩智浦設(shè)備數(shù)據(jù)手冊(cè)

恩智浦設(shè)備功能安全文檔

恩智浦設(shè)備軟件驅(qū)動(dòng)程序（GD3160和FS65）

逆變器BSW，包括服務(wù)級(jí)別、SDK、驅(qū)動(dòng)程序

Freemaster GUI和逆變器示例應(yīng)用軟件

汽車數(shù)學(xué)和電機(jī)控制庫（AMMCLIB）

硬件使能套件包含控制、驅(qū)動(dòng)程序和RDC板

使能套件用戶指南

系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南應(yīng)用筆記

逆變器BSW用戶手冊(cè)

審核編輯 ：李倩