新一代800 V SiC电动汽车牵引逆变器，恩智浦高压隔离栅极驱动器强力赋能！

发布时间：2024-06-21 10:14
作者：AMEYA360
来源：恩智浦
阅读量：915

  • 恩智浦的高压隔离栅极驱动器系列集成到采埃孚的下一代800 V SiC电动汽车牵引逆变器解决方案中

  • 此次合作旨在提升电动汽车的安全、能效、续航里程和性能

  • GD316x产品系列带有多项功能，可保护高压SiC功率开关，并发挥其优势

　　恩智浦半导体宣布与电动汽车领域领先企业采埃孚股份公司(ZF Friedrichshafen AG)合作下一代基于SiC的电动汽车(EV)牵引逆变器解决方案。解决方案采用恩智浦先进的GD316x高压(HV)隔离栅极驱动器，旨在加速800V和SiC功率器件的采用。

新一代800 V SiC电动汽车牵引逆变器，恩智浦高压隔离栅极驱动器强力赋能！

　　GD316x产品系列支持实现安全、高效且性能更高的牵引逆变器，从而可以延长电动汽车的续航里程、减少充电次数，同时降低OEM的系统级成本。

　　恩智浦与采埃孚之间的合作是推动汽车行业电气化的重要一步，有助于为未来打造更加安全、可持续且高效节能的电动汽车。

　　采埃孚电动动力系统技术资深副总裁Carsten Götte博士表示：“我们期待与恩智浦合作，提高我们800V牵引逆变器解决方案的功能和性能，这将帮助我们实现减排及可持续发展目标。凭借采埃孚在电机控制和电力电子方面的专业知识与恩智浦的GD316x栅极驱动器系列，我们最新基于SiC的牵引逆变器能够提供更高的功率和体积密度、效率和差异化，从而为我们的客户带来显著的安全、效率、续航里程和性能提升。”

　　牵引逆变器是电动汽车电动动力系统的关键组件，它将电池的直流电压转换为随时间变化的交流电压，从而驱动汽车的电机。牵引逆变器逐渐转向SiC设计，SiC功率器件需要与高级的高压隔离栅极驱动器配合使用。SiC相较于上一代硅基的IGBT和MOSFET功率开关，具有开关频率更高、传导损耗更低、热特性更好且高压稳定性更强等优势。

　　GD316x系列先进的功能安全型隔离式高压栅极驱动器集成了多种可编程控制、诊断、监控和保护功能，能够更好地驱动适用于汽车牵引逆变器应用的最新SiC功率模块。GD3162高度集成，因此尺寸非常小，并可简化系统设计过程。其出色的功能可降低电磁兼容性(EMC)噪声，同时还可减少开关能量损失以提高效率。而快速短路保护时间(<1μs)与强大的可编程栅极驱动方案相结合，则能优化牵引逆变器的SiC功率模块性能。

　　恩智浦半导体全球资深副总裁、新能源及驱动系统产品线总经理李晓鹤表示：“我们正在与采埃孚合作开发面向未来电动汽车的下一代电力电子产品。我们的栅极驱动器系列实现了多项出色的功能，既能保护高压SiC功率开关，又能发挥其优势，因此非常适合采埃孚基于SiC的新型牵引逆变器解决方案。此次合作证明了我们致力于提供先进的解决方案，帮助OEM实现其电动汽车性能和可持续发展目标。”

　　采用恩智浦GD316x产品系列的采埃孚牵引逆变器已经投入使用。

　　恩智浦电气化解决方案

　　恩智浦的电气化解决方案能够精确灵活地管理电动汽车中的能量流动，有效延长汽车的续航里程，确保汽车在路上行驶时间更久、里程更远。恩智浦提供完整的电动汽车系统电气化解决方案，为OEM提供其所需的优化性能和集成安全性，并专为在整个车队中实现可扩展性和兼容性而设计。

（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

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恩智浦i.MX RT1180赋能，打造基于多种工业总线的伺服解决方案
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　　i.MX RT1180是恩智浦最近推出的一款高性能跨界处理器，其中包含了300MHz的Arm Cortex-M33核以及800MHz的Arm Cortex-M7核，集成了多种网络功能如时间敏感网络 (TSN) 交换机、EtherCAT SubDevice控制器等。同时，芯片内部集成了先进的电源管理模块，便于降低复杂的外部电源设计，并且还提供了多种外部存储接口和丰富的外设。　　工业以太网在工业自动化中的应用　　工业以太网将以太网技术延伸至工业控制场景，主要应用于工厂自动化、过程自动化、智能仓储与物流、能量管理等领域。相比于传统总线，工业以太网具有以下优势：　　更高带宽的传输速度，更好的兼容性　　工业以太网传输速率可达100Mbps至10Gbps，支持大带宽数据传输，且兼容IT网络标准，易于与云端、ERP系统对接;而传统工业总线传输速率较低 (通常≤1Mbps)，协议封闭，跨系统集成困难。　　支持远距离传输与强拓展性　　以太网通过交换机可扩展传输距离 (单段超100米)，支持大规模组网。　　高实时性　　工业以太网通过实时协议 (如EtherCAT、Profinet) 解决传统以太网的传输延迟问题，实时性接近传统总线，同时支持多设备并发通信。　　低维护成本　　以太网硬件标准化程度高，成本低，且维护方便 (持热插拔、远程诊断)，传统总线设备专用性强，硬件与协议定制成本高，升级维护复杂。　　更强的灵活性与开放性　　工业以太网支持IP协议，可直接接入互联网，便于实现远程监控与工业物联网 (IIoT) 融合;传统总线协议封闭，需网关转换才能与外部网络通信，难以适应智能化升级需求。　　迄今为止，以太网现场总线新接入节点达到76%，远超传统的现场总线，是未来现场总线的趋势。　　基于i.MX RT1180的EtherCAT+伺服控制　　EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology)，即“以太网控制自动化技术”，是由德国Beckhoff公司研发的一种基于以太网的现场总线系统的开放架构。它突破传统以太网局限，数据帧经各节点时，能高速动态读写数据并插入新数据，带宽利用率超90%。　　EtherCAT几乎支持所有拓扑，周期时间短、同步精度高，从站处理器无需处理以太网封包，所有程序资料由从站控制器硬件处理，能满足工业自动化短数据更新时间、低通讯抖动和低成本硬件的要求，在机器控制、测量系统等领域广泛应用。　　目前i.MX RT1180基于内置的EtherCAT subdevice controller已经实现了EtherCAT的EOE, COE, FOE等功能。　　内置EtherCAT subdevice controller，相比于常规的外置控制器，拥有更低的成本，更高的PDI传输速度。恩智浦基于片内EtherCAT控制器设计了基于单颗i.MX RT1180芯片的EtherCAT+伺服电机控制方案，并通过一台滑台丝杆的齿轮对接，对该方案的性能进行了展示。　　该方案主站既可以利用TwinCAT实现，也可以使用SOEM进行实现，这里，选取了SOEM作为主站，其同步周期为250μs。从站节点基于CiA402协议完成数据处理，参考设计共有两个从站节点，每个节点控制两个电机，所有节点均运行在csp模式，单片i.MX RT1180最多可以支持四电机加现场总线方案。基于单片i.MX RT1180芯片的EtherCAT+伺服电机控制方案框图　　下图给出了具体从站节点的方案图，主要分为两个部分：　　EtherCAT通讯总线负责收发主设备的电机指令及反馈实时状态。该部分由Cortex-M33核、片内 EtherCAT 子设备控制器和外部PHY芯片协同实现。PHY芯片通过 RMII接口连接子设备控制器，将RJ45的模拟信号转为数字信号，再与Cortex-M33核一起完成协议栈处理。　　电机控制部分，该部分由M7核完成，M7拥有更高的主频，更高的算力，因此将用于实时性要求更高的电机控制应用。　　i.MX RT1180从站节点方案框图　　具备多种以太网方案　　i.MX RT1180除了能够支持EtherCAT现场总线外，还支持TSN、Profinet等几乎所有工业网络。　　i.MX RT1180支持多种以太网方案　　支持多种编码器接口协议　　工业自动化对电机的控制精度要求十分严格，不同的应用场景需要应用不同的编码器规格，不同的编码器都需要对应的一套编码器解码外设，而i.MX RT1180可以通过灵活的FLEXIO外设模拟各种各样的编码器接口，仅仅需要四个引脚即可模拟市面上绝大部分的编码器协议，能够方便客户节省成本与硬件设计资源，达到一套硬件电路适配多种编码器的功能。　　总结与展望　　i.MX RT1180支持多种工业网路总线 (TSN、EtherCAT、Profinet等)，最高支持单芯片四电机控制的外设资源，多种多样的外部存储接口与通讯外设接口，主频高达800MHz的M7核能够及时完成繁重的电机处理任务，可以说该芯片非常适合工业自动化领域。　　i.MX RT1180已加入恩智浦长期供货计划，承诺供货至少15年，让客户后顾无忧。
2025-09-19 16:21 阅读量：419
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