1 简介

牵引逆变器将高压电池的直流电源高效地转换为驱动多相电机所需的交流电源。需要使用电隔离来保护人员以及系统冷侧的低压元件，以免受到系统热侧高压牵引逆变器的影响。随着汽车应用继续朝着提高安全性的方向发展，在牵引逆变器系统中包含高压转低压备用电源变得越来越常见。如果 12V 电池发生故障或 HV 电池断开连接，备用电源将为低压元件供电。图 1-1 展示了一个包含高压转低压冗余电源的示例方框图。

图 1-1 牵引逆变器方框图

由于具有低成本、隔离能力和灵活性，反激式拓扑适用于冗余电源。UCC28C56H-Q1 或 UCC28700-Q1 等反激式控制器适用于此应用。对于需要超高效率和功率密度的系统，UCC28781-Q1 可提供更高的开关频率、直接同步整流器 FET 控制、可实现超低开关损耗和 EMI 的零电压开关，以及适用于轻负载和空载条件的可编程自适应突发模式。

高压输入反激式转换器需要支持超宽输入电压。根据架构的不同，可能需要备用电源在低至 40V 至 60V 的电压范围内运行。该辅助电源可以实现对直流链路电容器进行有源放电或对电机进行主动短路。直流总线上的高压瞬变可能振幅超过 1kV 并持续几秒钟，因此 800V 电池系统可能需要 1kV 的最大输入电压来留出一定的裕度。在这些情况下，所选的模拟控制器和变压器必须在设计时考虑占空比限制和最短导通时间，且不影响整个负载范围内的调节精度或瞬态响应。

功能安全要求规定了在特定运行条件下保护测试人员和最终用户免受潜在风险影响的措施。因此，从 800V 而不是 400V 为高压转低压备用电源供电带来了新的交互式设计挑战。更具体地说，这些挑战是使用汽车级 HV 功率器件实现超宽输入电压范围设计，以及根据成本和尺寸限制优化设计性能，同时确保系统满足安全要求等。