作者：Oliver Ling/Peihai Liu
在全球气候变暖和双碳的背景下，以电能驱动车辆的交通方式在未来出行将占据主要地位。牵引逆变器（Traction Inverter）作为新能源汽车中重要的信号和能量传递部件，将动力电池输出的直流电逆变为三相交流电驱动电机，同时接收来自整车控制器和控制机构（制动踏板、油门踏板、换挡机构）的信息对电机的工作加以控制。德州仪器可在此应用中提供符合AEC-Q100 标准的反激控制器电源方案。
图1 牵引逆变器
图1为市面常见牵引逆变器。普遍一台电动汽车会配置一台电机和牵引逆变器，部分高端车型会配置前后四驱，两台或超过两台电机和牵引逆变器。
LM5155x-Q1和LM5156x-Q1是德州仪器的全新一代反激控制器:
- 符合面向汽车应用的 AEC-Q100 标准，且提供功能安全。
- 两个物料Pin2Pin兼容且分别支持不同的5V 至 45V和3.5V 至 60V宽输入工作范围。
- 低功耗、高效率，可满足100mV ±7% 低限流阈值，
- 提供强大的5A 峰值标准 MOSFET 驱动器，支持外部 VCC 电源。
- 整体方案尺寸小，设计简单，BOM成本低。
- LM5156x-Q1额外支持可选双随机展频， 可降低EMI的影响。
如图2牵引逆变器示意图所示：
图2 牵引逆变器示意图
1. 在12V 主电源上，采用隔离式反激设计，将蓄电池的12v电压转化为+15v或-9v供电给Gate Driver。TI提供基于LM5155/6的该隔离式反激参考设计，见图3开发板，为四个独立电源轨供电，每个电源轨可提供 14V 的电压和 300mA 的电流。同时具有以下特性：
- 通道之间的电压隔离较高、电容较低
- 初级侧调整，无光耦合器
- 适用于高侧和低侧 IGBT 驱动器
- 禁用时静态电流为零
- 开关频率 (500KHz) 较高，允许使用小型变压器和滤波器组件
图 3 汽车四轨 17W 隔离反激式参考设计开发板
在德州仪器官方网站上，可以找到更多关于此反激电路参考设计信息。
2. 同时根据ISO 26262规定，如果主电池故障时，需要提供备份电源来保证牵引逆变器工作不受影响。例如采用从高压400V电池输出12V备份供电。TI提供基于 LM5155/6的高压反激方案。 该参考设计提供 15V/22W 隔离输出，可见图4开发板，电源可由 200V-480V 直流输入供电。同时具有以下特性：
- 无需光耦合器即可实现初级侧调节
- 外形紧凑，具有隔离式反激功能
- 双随机展频，可降低 EMI (LM5156)
图 4 200V - 480V 直流输入反激式隔离型电源参考设计开发板
在德州仪器官方网站上，可以找到更多关于此反激电路参考设计信息
