如何为汽车应用选择反激式控制器?通过AEC-Q100认证是关键

随着汽车拥有量的逐年增加，燃油汽车废气排放所引发的环境能源问题日益严重，新能源汽车尤其是电动汽车就成了发展的必然途径，这为半导体应用开辟了一个广阔的市场。

相比消费电子，汽车应用对半导体提出了更严苛的挑战，如何为汽车应用选择合适的半导体元器件?除了性能和功能以外，通过汽车行业的相关认证也是关键一项。

据了解，AEC-Q100是针对IC的认证，AEC-Q101是针对分立元器件的认证，用于汽车应用的半导体器件必须通过这两个认证，同时器件的生产过程和产线也要通过相关的汽车认证。

最近，深耕于高压集成电路高能效功率变换领域的知名公司Power Integrations(PI)宣布其InnoSwitch 3-AQ已经开始量产，这是一款已通过AEC-Q100认证的反激式开关IC，特别适合用于纯电动和插电式混合动力汽车应用，例如：牵引逆变器、OBC(车载充电机)、EMS(能源管理DC/DC母线变换器)和BMS(电池管理系统)。

使用过PI产品的工程师都知道，InnoSwitch系列产品是PI的明星产品，PI公司资深技术培训经理阎金光先生向行业媒体详细介绍了这款InnoSwitch3-AQ的独特之处。

同以往的InnoSwitch器件一样，InnoSwitch3-AQ沿用了PI公司的高速FluxLink耦合技术，可在无需专用隔离变压器检测绕组和光耦的情况下，实现±3%的高精度输入电压和负载综合调整率。FluxLink技术即使在瞬态应力测试下也能保持输出电压稳压，这对于基于PSR的方案而言尤其具有挑战性。在汽车应用当中很多设计师在考虑电源方案时通常尽量避免采用光耦进行反馈，因汽车应用的高温环境，随着电源使用寿命的增加，光耦的反馈也会相应的受到影响。而PI的FluxLink技术可以避免此类情况的发生，增加电源的可靠性。

InnoSwitch3-AQ延续了InnoSwitch系列高可靠性的特点，故障率小于0.02PPM，它采用表面贴装式InSOP封装，其初级至次级爬电距离为11 mm，超过了高海拔(5000米以上)绝缘的严格要求，提供了更高的可靠性。

InnoSwitch3-AQ集成的750V MOSFET可满足严格的汽车降额要求，片上同步整流控制器在标称400 VDC输入电压下可提供90%以上的效率。优化后的InnoSwitch3-AQ设计可在整个输入电压范围内实现小于10mW的空载能耗。其可以工作于125度环境温度的特性，可以满足电动汽车高温环境的使用需要。而最大35W的输出功率能力也可涵盖汽车应急电源的所有功率范围。

相比其他的电源产品，InnoSwitch3-AQ可以做到在整个输入电压范围内提供一致的高效率性能，这一点难能可贵。阎金光透露，这主要得益于PI多年来在电源控制领域的技术积累，InnoSwitch3-AQ的高效率特性可以在汽车应用中大大降低器件温度，满足汽车行业苛刻的散热要求。

为了帮助工程师尽快开展这颗IC的设计工作，PI推出了相应的参考设计，RDR-840Q参考设计展示了这款电源在30VDC至550 VDC输入范围内的启动、关断和高效工作，以及快速动态响应和各种安全和保护功能。

对于800V母线电压，可以采用StackFET，StackFET是PI公司最先使用的一种应对高压应用的设计。DER-859Q参考设计就是采用StackFET的类似设计，可以支持最高925 VDC母线电压。

InnoSwitch3-AQ代表了反激式控制器的高水平集成度，可使汽车电源具有极少的元件数和极小的PCB面积。除了InnoSwitch3-AQ，PI还有丰富的汽车级产品这些器件通过AECQ100(温度等级1级)或Q101认证，包括：适合IGBT和SiC模块的隔离型门极驱动器IC、集成高压MOSFET的电源IC – LinkSwitch-TN2以及高性能Qspeed二极管等产品。同时，这些产品的生产晶圆厂和装配厂也已通过了IATF16949认证，符合FMEA要求的设计。