2024 TI高壓研討會(huì)精彩回顧

使用高壓系統(tǒng)的過(guò)程往往伴隨著一系列獨(dú)特的技術(shù)挑戰(zhàn)；如何應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)、如何設(shè)計(jì)高效、可靠且安全的高壓應(yīng)用成為高壓技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的重要話題。近期，2024 TI 高壓研討會(huì)順利舉行。期間，德州儀器(TI) 的專家大咖為廣大工程師們分享前沿的技術(shù)干貨和寶貴的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，并為大家介紹 TI 在高壓領(lǐng)域的新產(chǎn)品和技術(shù)方案，幫助大家更快、更輕松地進(jìn)行設(shè)計(jì)，釋放高壓技術(shù)的潛能。

技術(shù)交流干貨滿滿

在直播中，工程師們的精彩分享與大家的提問(wèn)碰撞出了思維的火花。我們精選了一些技術(shù)內(nèi)容和相關(guān)問(wèn)題，與大家進(jìn)行分享和回顧。

簡(jiǎn)化高壓系統(tǒng)電流檢測(cè)的同時(shí)

更大限度提高精度

TI 的霍爾電流芯片能夠通過(guò)封裝內(nèi)引線環(huán)路和芯片之間的隔離層來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓和低壓電路的隔離，降低使用壽命和全溫區(qū)的誤差，構(gòu)成高效、高精度的霍爾電流監(jiān)測(cè)方案，在很大程度上減少用戶的設(shè)計(jì)時(shí)間和精度校對(duì)方面的工程量。

Q1低漂移霍爾效應(yīng)電流傳感器有哪些設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)？

霍爾電流檢測(cè)以其體積小、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、電氣隔離度高并且成本相對(duì)低的優(yōu)勢(shì)成為未來(lái)高壓大電流檢測(cè)的趨勢(shì)。目前市場(chǎng)上的霍爾產(chǎn)品常溫精度表現(xiàn)尚可，但是全溫區(qū)以及全使用壽命漂移很大造成大家普遍認(rèn)為霍爾精度低的誤解；TMCS 系列能夠有效解決漂移問(wèn)題，從而滿足更多高精度高穩(wěn)定性的需求的應(yīng)用，并且免除后期做精度校對(duì)的需求，有助于加快工程時(shí)間、減小隔離方案和高精度設(shè)計(jì)的工程量。

Q高壓電流檢測(cè)注意哪些參數(shù)呢？

高壓電流檢測(cè)主要需要考慮隔離電壓、最大測(cè)量電流（是直流還是交流）、最大帶寬，以及對(duì)精度的要求（關(guān)注數(shù)據(jù)冊(cè)上的 sensitivity 和 offset 以及漂移參數(shù)）。

Q3TMCS1123 系列是否提供評(píng)估板？如何購(gòu)買？

TI 的 TMCS 系列均提供評(píng)估板，可以通過(guò)登錄官網(wǎng) (TI.com/CurrentSensing) 或者搜索 TMCS 直接購(gòu)買。所有最新推出的 TMCS 產(chǎn)品信息和使用資料都會(huì)及時(shí)推送到我們的網(wǎng)站，有任何問(wèn)題也可以聯(lián)系我們的銷售或者通過(guò)官網(wǎng) TI E2E 直接進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)咨詢。

構(gòu)建可擴(kuò)展的電力驅(qū)動(dòng)單元：

TI 和 EMPEL Systems 的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

TI 與 EMPEL Systems 的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法搭載了具備可調(diào)驅(qū)動(dòng)能力的柵極驅(qū)動(dòng)器、集成變壓器的輔助電源和高性能 MCU，能夠有效縮短設(shè)計(jì)時(shí)間、降低制造成本、簡(jiǎn)化支持，從而使設(shè)計(jì)人員靈活選擇功率模塊并通過(guò)少量設(shè)計(jì)更改輕松實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊化和可擴(kuò)展的需求。

Q1新一代逆變器需要更多的控制能力和更高的感測(cè)精度，哪些產(chǎn)品具備這些特點(diǎn)？

TI 的 AM263P MCU 4 核 400Mhz 內(nèi)置旋變硬解碼模塊，能夠提供更強(qiáng)運(yùn)算能力；而 4MHz 12bit ADC 可以幫助設(shè)計(jì)人員提升檢測(cè)精度與速度。

Q2在輕量化方向上，TI 是否有能夠降低牽引逆變器重量的設(shè)計(jì)方案？

TI 的隔離偏置電源芯片 UCC14240 內(nèi)部集成無(wú)磁芯變壓器，相對(duì)于傳統(tǒng)方案，在體積與高度方面都有極大的優(yōu)化。

Q3TI 的 UCC5880-Q1 碳化硅柵極驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)勢(shì)有哪些？

3 檔驅(qū)動(dòng)電流動(dòng)態(tài)切換功能可以盡可能減小開(kāi)關(guān)損耗，提升系統(tǒng)效率

SPI 尋址模式幫助減少 IO 使用

門(mén)級(jí)導(dǎo)通閾值檢測(cè)功能幫助評(píng)估功率器件健康狀態(tài)

使用 TI 最新的隔離技術(shù)

替代光學(xué)開(kāi)關(guān)和機(jī)電開(kāi)關(guān)

TI 包括光耦仿真器和固態(tài)繼電器的隔離開(kāi)關(guān)產(chǎn)品系列能夠通過(guò)低壓信號(hào)有效控制高壓負(fù)載并在高壓側(cè)發(fā)生故障時(shí)保護(hù)低壓側(cè)的電路和人員免受危害，具有穩(wěn)健的隔離性能，助力實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異的穩(wěn)定性、更低的功耗和更高的可靠性。

Q1TI 新隔離技術(shù)光耦仿真器與傳統(tǒng)光控繼電器在應(yīng)用方面有何區(qū)別？

采用高可靠性的 SiO2 電容隔離方案而非傳統(tǒng)光耦技術(shù)

避免了光耦技術(shù)隨溫度變化的問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)全溫度范圍內(nèi)的高穩(wěn)定性

基于可靠的隔離材料大大提高隔離可靠性，同時(shí)無(wú)需大驅(qū)動(dòng)電流，降低系統(tǒng)的功耗

Q2ISOM86xx 能否應(yīng)用在 ATE 的 PMU 中？

可以，ISOM86xx 器件的超低關(guān)斷漏電流和高可靠性都非常適合測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域，在工廠自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化、工業(yè)控制器 IO 模塊中都同樣適用。

Q3TI 的固態(tài)繼電器適用于哪些行業(yè)或者領(lǐng)域？

TI 的隔離固態(tài)繼電器 TPSI2072-Q1/2140-Q1 主要針對(duì)電動(dòng)汽車和工業(yè)高壓應(yīng)用設(shè)計(jì)，內(nèi)部集成副邊 MOSFET 無(wú)需次級(jí)電源，給絕緣檢測(cè)以及高壓預(yù)充電等應(yīng)用提供超高集成度的解決方案。目前車規(guī)版本已經(jīng)在官網(wǎng)批量供貨。

釋放數(shù)字控制的潛能：

TI 的數(shù)字電源 MCU 和控制器

數(shù)字電源以其系統(tǒng)級(jí)集成、靈活性、可擴(kuò)展性的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于能源基礎(chǔ)設(shè)施、工廠自動(dòng)化、電力輸送等行業(yè)中。其中，TI 的數(shù)字電源器產(chǎn)品以及基于 C2000 實(shí)時(shí)微控制器的數(shù)字電源解決方案能夠幫助實(shí)現(xiàn)快速瞬態(tài)響應(yīng)、高功率密度、高開(kāi)關(guān)頻率等，有效提高功率電子效率，釋放數(shù)字控制的潛能。

Q1數(shù)字電源和模擬電源芯片分別有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

模擬電源優(yōu)點(diǎn)是使用簡(jiǎn)單，無(wú)需軟件編程，缺點(diǎn)是一種芯片只適合 1 到 2 種拓?fù)?/p>

數(shù)字電源優(yōu)點(diǎn)是算法可編程，一個(gè)芯片可適合各種不同拓?fù)?，靈活性高，缺點(diǎn)是需要編程基礎(chǔ)

Q2數(shù)字電源主要用到什么芯片？

本次研討會(huì)提到有兩種方案：UCD3138A 可編程數(shù)字電源控制器和 C2000 系列實(shí)時(shí)控制 MCU。UCD3138A 內(nèi)置 3 個(gè) PID 回路，編程簡(jiǎn)單；而 C2000 MCU 具備各種適合數(shù)字電源控制的外設(shè)，算法完全可編程，靈活性更強(qiáng)，適合各種不同拓?fù)洹?/p>

Q3C2000 如何更好控制功率變換？

C2000 具有多路 150ps 高精度 PWM 以及 16 位 ADC 等適合電源控制外設(shè)，內(nèi)置模擬比較單元，可在 55ns 內(nèi)完成硬件保護(hù)。

使用 TI GaN 提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)效率

氮化鎵 (GaN) 因其更快的開(kāi)關(guān)速度、更少的死區(qū)時(shí)間、更低的 Coss 損耗和無(wú)反向恢復(fù)損耗等特性，可以同時(shí)具有更高的效率、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更小的尺寸并省去散熱器，尤其適用于小型化的產(chǎn)品里，比如伺服、機(jī)器人以及家電應(yīng)用。在工業(yè)機(jī)器人的使用場(chǎng)景中，TI 的產(chǎn)品充分利用 GaN 技術(shù)，有效優(yōu)化 EMI 性能和散熱、降低損耗和封裝尺寸、減小體積和裝配成本，從而實(shí)現(xiàn)尺寸更小的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案和更好的電機(jī)控制。

Q1在使用 TI GaN 的 layout 方面有什么建議？

TI GaN 集成了驅(qū)動(dòng)和 GaN FET，能夠盡可能優(yōu)化驅(qū)動(dòng)到柵極的寄生參數(shù)并避免外部電路對(duì) GaN 柵極的影響，所以 layout 更簡(jiǎn)單——只需要關(guān)注 GaN 環(huán)路，將電源電容靠近擺放以及建立更小的地回路來(lái)確保去耦環(huán)路最小。

Q2壓擺率可控是如何實(shí)現(xiàn)的？

低壓 GaN (<100V) 通過(guò)在 VCC 引腳以及自舉電容回路上添加電阻來(lái)限制壓擺率；高壓 GaN (>100V) 則有專門(mén)的引腳控制壓擺率。

Q3GAN MOSFET 內(nèi)部的寄生二極管適合用作續(xù)流嗎？

GaN 沒(méi)有寄生二極管，但是可以通過(guò)“第三象限導(dǎo)通”來(lái)續(xù)流：當(dāng)源漏電壓大于數(shù)據(jù)表中的第三象限閾值電壓時(shí) GaN 會(huì)自動(dòng)導(dǎo)通。

德州儀器將持續(xù)幫助高壓設(shè)計(jì)人員更好地滿足消費(fèi)者需求和實(shí)現(xiàn)符合峰值性能、效率和充電時(shí)間期望的系統(tǒng)，釋放高壓技術(shù)的潛能，打造更可持續(xù)的未來(lái)。