전기차(EV) 아키텍처가 진화함에 따라, 온보드 충전기와 DC/DC 컨버터는 개별 ECU(전자 제어 장치) 설계에서 기계적으로나 전기적으로 통합된 콤보 박스 설계 방향으로 이동하고 있습니다. 이러한 고급 아키텍처에는 정교한 전원 토폴로지를 위한 실시간 디지털 컨트롤러가 필요합니다. TI의 실시간 MCU(마이크로컨트롤러)는 TI의 절연 게이트 드라이버, 바이어스 공급 장치 및 감지 기술과 연동하여 빠르고 효율적인 EV 충전과 고압-저압 DC/DC 변환을 지원합니다.
온보드 충전기 및 DC/DC 컨버터 시스템에 TI를 선택해야 하는 이유는 무엇일까요?
고급 기능 및 아키텍처 지원
광범위한 실시간 MCU 및 아날로그 기술 포트폴리오를 통해 양방향 전력 흐름 및 통합 파워트레인 시스템과 같은 고급 기능을 구현하여 더 높은 전력 수준으로 이동할 수 있습니다.
시스템 크기를 줄이면서 전력 밀도 개선
TI의 전력 관리 장치는 최첨단 토폴로지에서도 더 높은 주파수로 스위칭할 수 있어 전력 밀도를 향상시켜 줍니다.
안전 및 신뢰성 강화
TI 기능 안전 호환 및 TI 기능 안전 지원 장치, 사용 가능한 문서 및 안전 전문가의 조언을 통해 ISO 26262 인증을 효율적으로 달성하십시오.
기술 지원
실시간 제어 MCU
실시간 제어의 발전으로 처리 기능이 향상되었고 센서 및 작동 성능이 확장되었으며, 결과적으로 더 높은 정밀도와 효율을 지원하여 더 경제적인 차량을 만들 수 있습니다.
장점은 다음과 같습니다.
- 크기 및 무게 감소: 지연 시간이 낮은 제어 루프와 고해상도 PWM은 스위칭 주파수를 높여 패시브 및 자기 소자의 물리적 크기와 무게를 줄입니다.
- 향상된 전력 밀도 및 효율성: 100kHz~1MHz의 스위칭 주파수를 필요로 하는 넓은 밴드갭(WBG) 질화 갈륨 및 실리콘 카바이드 반도체의 이점을 실현합니다.
- 비용 절감을 위한 시스템 통합: 코어 및 주변 기기는 고급 전력 토폴로지를 지원하고 단일 MCU에 여러 전력 변환을 통합합니다.
F29x MCU를 지원하는 11kW 3상 양방향 온보드 충전기 및 저전압 DC-DC 레퍼런스 설계
이 11kW 단일 단계 매트릭스 컨버터 설계는 기존의 PFC+DC/DC 2단계 아키텍처를 대체합니다. 단일 F29H85x MCU로 제어되는 이 최적화된 솔루션으로 5.5kW/L 전력 밀도와 97.5%의 효율성을 달성할 수 있습니다.
White paper
Achieving High Efficiency and Enabling Integration in EV Powertrain Subsystems (Rev. A)
이 문서에서는 온보드 충전기 및 고전압-저전압 DC/DC 컨버터의 일반적인 제어 과제에 대해 설명하고 이러한 서브시스템에서 C2000™ 실시간 MCU의 이점에 대해 소개합니다.
Technical article
How MCUs can unlock the full potential of electrification designs
고성능 실시간 MCU가 모터의 크기와 무게를 줄이고, 주행 범위를 늘리고, 전기차(EV)를 더 저렴하게 만드는 방법을 읽어보십시오.
TMS320F280039C-Q1활성
오토모티브 C2000™ 32비트 MCU 120MHz 384kB 플래시, FPU, TMU와 CLA, CLB, AES 및 CAN-FD
절연 게이트 드라이버
게이트 드라이버는 입력과 출력 사이의 갈바닉 절연을 제공하며 절연 게이트 양극 트랜지스터, 실리콘 또는 실리콘 카바이드 기반 역률 보정 단계를 구동합니다.
장점은 다음과 같습니다.
- 시스템 수준의 효율성 향상: 턴온 및 턴오프 에너지를 포함한 스위칭 및 전도 손실을 최소화합니다.
- 전체 시스템 크기 및 무게 감소: 스위칭 주파수가 높아지면 전체 시스템 자기 및 무게가 크게 감소하고, 듀얼 채널 드라이버 구현으로 단일 채널 옵션에 비해 전체 인쇄 회로 보드 공간과 재료 사양서 비용이 감소합니다.
- 시스템 안정성: 갈바닉 절연 및 높은 공통 모드 과도 내성으로 과도와 잡음에 대한 시스템 복원력을 높입니다.
Application note
Optimizing On-Board and Wireless Charger Systems Using Logic and Translation (Rev. A)
이 애플리케이션 노트는 로직 및 변환을 사용하여 해결할 수 있는 온보드 충전기 시스템에서 효율적인 전력 변환을 달성하기 위한 일반적인 설계 문제에 대한 예제 솔루션을 제공합니다.
White paper
고성능 통합 파워트레인 솔루션: EV 도입의 핵심
이 문서에서는 통합 파워트레인 솔루션을 사용하여 파워 일렉트로닉스를 통해 EV를 빠르게 도입할 때의 이점을 살펴보고, 넓은 밴드갭 반도체 스위치 및 절연 게이트 드라이버의 구현에 중점을 둡니다.
White paper
Meeting the demand for more efficient and powerful onboard chargers (Rev. A)
이 백서에서는 향상된 전력 밀도와 효율로 고전력을 지원하는 고급 토폴로지에 대해 설명합니다.
UCC21530-Q1활성
Automotive, 4A/6A dual-channel reinforced isolated gate driver with enable, programmable deadtime
UCC21222-Q1활성
Automotive, 4A/6A dual-channel basic isolated gate driver with disable, programmable deadtime
최적의 바이어스 전원 공급 솔루션
시스템 요구 사항에 맞게 전력 밀도와 효율성을 개선하는 동시에 시스템 비용을 최적화합니다. FET(전계 효과 트랜지스터) 및 자기, 통합 FET 및 외부 자기, 외부 FET 및 외부 자기 부품이 통합된 바이어스 전원 공급 장치 포트폴리오에서 선택하십시오.
장점은 다음과 같습니다.
- 150V/ns를 초과하는 공통 모드 과도 내성과 완화된 전자기 간섭으로 작은 설치 공간에서 전력 밀도와 효율성이 향상되었습니다.
- ISO(국제 표준화 기구) 26262 준수, 시스템 수준의 진단 및 보호를 통해 기능 안전을 간소화했습니다.
- 높은 부하 조정 정확도와 열 성능으로 전원 모듈을 보호합니다.
White paper
Power Through the Isolation Barrier: The Landscape of Isolated DC/DC Bias Power (Rev. A)
이 문서에서는 절연 장벽을 통해 신호 및 전원을 이동하는 다양한 절연 DC/DC 바이어스 전원 공급 장치를 검토합니다.
Application note
UCC14240-Q1 Simplifies HEV, EV, Bias Supply Design for Isolated Gate Drivers
이 애플리케이션 보고서는 절연 게이트 드라이버 바이어스 애플리케이션에 UCC14240-Q1을 사용할 때의 이점을 소개합니다. 이 문서의 초점은 차량용 애플리케이션과 완전히 통합된 바이어스 공급 솔루션의 사용 용이성입니다.
White paper
Addressing High-Volt Design Challenges w/ Reliable and Affordable Isolation Tech (Rev. D)
이 문서에서는 갈바닉 절연을 개괄적으로 살펴보고, 고압 시스템에서 흔히 사용되는 절연 방법을 설명하고, 설계자가 어떻게 TI 절연 통합 회로를 이용해 절연 요구 사항을 안정적으로 충족할 수 있는지 보여줍니다.
전압 및 전류 감지
높은 CMTI(공통 모드 과도 내성) 및 작동 전압으로 정확한 저지연 전류 및 전압 측정을 달성하여 트랙션 인버터 시스템의 시스템 효율, 안정성 및 성능을 개선합니다.
장점은 다음과 같습니다.
- 정전식 절연으로 안전을 강화하고 시스템 비용을 절감합니다.
- 더 빠른 제어 및 반응 시간을 위한 고대역폭으로 시스템 안정성을 높이고 성능을 향상시킵니다.
- 설계가 복잡하지 않아 외부 보호 기능이 필요하지 않습니다.
Analog Design Journal
절연 전류 감지에 대한 설계 고려 사항 (Rev. A)
이 문서에서는 절연 사양, 고압측에 전원을 공급하는 방법, 입력 전압 범위 선택과 같은 절연 증폭기를 선택할 때의 설계 고려 사항을 다룹니다.
Application brief
절연 션트 및 폐쇄형 루프 전류 감지의 정확도 비교
이 문서에서는 절연 션트 및 자기 기반 센서를 비교하여 온보드 충전기, DC 충전소(충전대), 전력 변환 시스템 및 모터 드라이브와 같은 애플리케이션을 위한 절연 전류 감지를 구현합니다.
설계 효율성
EMI(전자기 간섭) 입력 필터를 소형화하고 효율적으로 설계하는 것은 전기화의 최대 이점을 달성하는 데 매우 중요합니다. 액티브 EMI 필터 IC는 패시브 전용 설계에 비해 자기 부품 및 전체 필터 크기를 줄입니다.
장점은 다음과 같습니다.
- 더 쉬운 시스템 통합: 더 작은 크기와 더 작은 패키지가 가능합니다.
- 부품 전력 손실 감소: 더 나은 열 관리, 더 높은 효율성, 더 긴 부품 수명 및 시스템 수준의 안정성을 제공합니다.
- 더 가벼운 부품 무게: 더 나은 기계적 견고성과 향상된 성능을 제공합니다.
- 향상된 고주파: 크기가 작은 초크는 기생 상호 권선 커패시턴스가 낮아 높은 주파수에서 필터 감쇠를 개선합니다.
White paper
액티브 EMI 필터 IC가 단상 및 3상 전원 시스템에서 공통 모드 방출을 완화하고 전력 밀도를 높이는 방법
이 기술 백서에서는 EMI 완화 및 보드 공간 절약의 이점을 보여주기 위해 3.3kW PFC(역률 보정) AC/DC 레귤레이터에서 측정된 결과를 설명합니다.
Analog Design Journal
Active EMI filters to reduce size and cost of EMI filters in automotive systems
이 문서에서는 잡음을 능동적으로 제거하고 패시브 필터에 비해 보드 크기와 볼륨을 줄이는 통합된 AEF(액티브 EMI 필터) 솔루션을 사용하여 증가하는 자동차 EMI 과제를 해결하는 방법을 설명합니다.
단상 및 3상 액티브 EMI 필터 IC는 공통 모드 EMI를 완화하고 공간을 절약하는 동시에 비용을 절감합니다
CM 잡음 제거를 위한 TI의 독립형 AEF IC 포트폴리오가 기존의 패시브 필터 설계와 비교하여 단상 및 3상 시스템에서 크기, 무게 및 비용을 효과적으로 줄이는 방법을 알아보십시오.
Featured products
TMS320F280037C-Q1활성
오토모티브 C2000™ 32비트 MCU 120MHz 256kB 플래시, FPU, TMU와 CLA, CLB, AES 및 CAN-FD
UCC21530-Q1활성
Automotive, 4A/6A dual-channel reinforced isolated gate driver with enable, programmable deadtime
28 APR 2021 | COMPANY BLOG
자동차 제조업체들이 전기 자동차 파워트레인 통합으로 앞서 나갈 수 있습니다.
파워트레인 시스템을 소형 기계식 인클로저에 통합하면 전기 자동차(EV)가 더 저렴하고 효율적이 됩니다.
Technical Resources
White paper
Meeting the demand for more efficient and powerful onboard chargers (Rev. A)
이 백서에서는 향상된 전력 밀도와 효율로 고전력을 지원하는 고급 토폴로지에 대해 설명합니다.
White paper
Achieving High Efficiency and Enabling Integration in EV Powertrain Subsystems (Rev. A)
이 문서에서는 온보드 충전기 및 고전압-저전압 DC/DC 컨버터의 일반적인 제어 과제 및 이러한 서브시스템에서 C2000™ 실시간 마이크로컨트롤러의 이점에 대해 설명합니다.
White paper
Taking charge of electric vehicles – both in the vehicle and on the grid (Rev. A)
이 문서에서는 온보드 충전기, 작동 방법, 충전 스테이션이 온보드 충전기 및 EV BMS와 상호 작용하는 방법 및 다양한 전원 아키텍처 구현에 대해 설명합니다.