1 簡介

牽引逆變器將高壓電池的直流電源高效地轉換為驅動多相電機所需的交流電源。需要使用電隔離來保護人員以及系統冷側的低壓元件，以免受到系統熱側高壓牽引逆變器的影響。隨著汽車應用繼續朝著提高安全性的方向發展，在牽引逆變器系統中包含高壓轉低壓備用電源變得越來越常見。如果 12V 電池發生故障或 HV 電池斷開連接，備用電源將為低壓元件供電。圖 1-1 展示了一個包含高壓轉低壓冗余電源的示例方框圖。

圖 1-1 牽引逆變器方框圖

由于具有低成本、隔離能力和靈活性，反激式拓撲適用于冗余電源。UCC28C56H-Q1 或 UCC28700-Q1 等反激式控制器適用于此應用。對于需要超高效率和功率密度的系統，UCC28781-Q1 可提供更高的開關頻率、直接同步整流器 FET 控制、可實現超低開關損耗和 EMI 的零電壓開關，以及適用于輕負載和空載條件的可編程自適應突發模式。

高壓輸入反激式轉換器需要支持超寬輸入電壓。根據架構的不同，可能需要備用電源在低至 40V 至 60V 的電壓范圍內運行。該輔助電源可以實現對直流鏈路電容器進行有源放電或對電機進行主動短路。直流總線上的高壓瞬變可能振幅超過 1kV 并持續幾秒鐘，因此 800V 電池系統可能需要 1kV 的最大輸入電壓來留出一定的裕度。在這些情況下，所選的模擬控制器和變壓器必須在設計時考慮占空比限制和最短導通時間，且不影響整個負載范圍內的調節精度或瞬態響應。

功能安全要求規定了在特定運行條件下保護測試人員和最終用戶免受潛在風險影響的措施。因此，從 800V 而不是 400V 為高壓轉低壓備用電源供電帶來了新的交互式設計挑戰。更具體地說，這些挑戰是使用汽車級 HV 功率器件實現超寬輸入電壓范圍設計，以及根據成本和尺寸限制優化設計性能，同時確保系統滿足安全要求等。