第二代电动汽车功率逆变器控制参考平台

EV-INVERTERHDBT
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这款第二代车规级IGBT/SiC-EV功率逆变器控制参考平台包括以下变化：

  • 标准外形规格P6 HybridDrive功率模块符合onsemi VE-Trac™和Infineon HybridPACK™ IGBT模块（例如使用Cree SiC芯片的StarPower P6模块）的评估标准
  • 从GD3100栅极驱动器迁移到GD3160，提高了效率和IGBT/SiC兼容性
  • 借助THA1100增加以太网接口功能
  • 可实现更高的输出电压和更高的功率密度
  • 系统IP使用内嵌在MCU中的软件解析器，而无需硬件解析器，从而减少了系统的BOM数量

为了确保高水平的功能安全以保护车辆操作员以及第一代系统，使能套件中包含系统级功能安全白皮书、设备FMEDA和功能安全运行时框架，适用于ASIL C/D EV-逆变器实施客户。

功能安全咨询和安全软件是平台提供的可选附加服务。

该平台为开发IGBT逆变器控制系统解决方案奠定了全面基础，且经过验证和动态测试。

Vepco Technologies Inc.可提供完整的逆变器控制参考平台，包括4块板、IGBT模块、DC Link电容、母线、冷却板、电机选件、机箱和软件。

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EV-INVERTERHDBT结构框图

EV-INVERTERHDBT Block Diagram

EV-INVERTERHD结构框图

EV-INVERTERHD Block Diagram
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支持的器件

处理器和微控制器

超高可靠性的MPC57xx MCU

  • MPC5775B-E: MPC5775B和MPC5775E微控制器，适用于电池管理系统(BMS)和逆变器应用

电源管理

安全SBC

  • FS6500: 符合1级和0级安全标准的电源系统基础芯片，带有CAN灵活数据收发器

通用负载开关

动力和发动机控制

  • GD3160: 面向SiC MOSFET的具有段式驱动的先进高压隔离栅极驱动器

接口

汽车以太网PHY

  • TJA1100: 符合IEEE 100BASE-T1标准的汽车以太网PHY收发器

3.3V/5V IO CAN收发器

特性

使能套件（EV-INVERTERHDBT=IGBT版本，EV-INVERTERHD=SiC版本）：

  • 包含两个PCB板和用于驱动三相电机的基本软件，可使用恩智浦逆变器控制解决方案快速开发内部逆变器设计。
  • 对于使能套件中包含的每个板，可从安全站点下载硬件原理图、PCB布板和Gerber文件。
  • 不含功率模块(IGBT或Sic)、Link电容、母线和冷却装置，客户需自行准备或通过我们的合作伙伴Vepco购买

概述

  • 对于使能套件中包含的每个板，可从安全站点下载硬件原理图、PCB布板和Gerber文件。

MCU控制板（EV-CONTROLEVMHD）：

  • 该板包含4个重要的恩智浦集成电路、接口连接器和电流传感器。
  • MPC5775E是面向电机控制的32位Power Architecture©双核ASIL D MCU，提供高达264MHz/核的性能、CSE安全、eTPU定时器、软件解析器和高度可扩展的解决方案。
  • FS65xx系统基础芯片（SBC）为MCU供电，从而优化了能耗并提供了低压侧的监测和保护功能。
  • TJA1051收发器面向汽车业的高速CAN应用，可以为MPC5775E和CAN协议控制器提供发送和接收差分信号的功能。作为一种替代的通信协议，TJA1100HNZ是一款汽车以太网PHY芯片，还提供针对汽车用例进行了优化的100BASE-TI单端口PHY。
  • 接口连接器是23引脚连接器，用于电机控制输入。
  • 此板上集成了3个LEM电流传感器，提供+/-900安培的测量范围。

功率模块的驱动控制板（EV-POWEREVBHDBT：IGBT版本或EV-POWEREVBHD：Sic版本）：

  • 这些板专为工业标准P6HD IGBT功率模块设计，兼容onsemi VE-Trac™和Infineon HybridPACKTM IGBT功率模块，StarPower P6（HybridPACK™ Drive）模块安装了Cree 1200V/600A 13mΩ SiC MOSFET芯片
  • 它配有面向IGBT和SiC MOSFET的GD3160高级单通道栅极驱动器。
  • 集成电隔离和低导通电阻驱动晶体管提供高充电和放电电流、低动态饱和电压以及轨到轨栅极电压控制。
  • 该板自主管理严重故障并通过INTB引脚和SPI接口报告故障和状态。
  • 栅极电压通过隔离变压器和返驰控制器提供。

使能软件（SW）具有以下功能：

  • 恩智浦SDK，具有量产级SPCE/CMMI B类和符合MISRA 2012的低级SDK设备驱动程序
  • 提供软件，用于对驱动永磁同步电机（PMSM）或感应电机的三相逆变器进行系统配置和基本控制。
  • 用于电机位置检测的软件解析器数字转换器（RDC）的特殊功能驱动器，无需附加的硬件解析器，也不需要在用于栅极驱动器控制的eTPU上执行精确的PWM软件实现
  • 逆变器服务中间件，具有函数调用功能，由功能应用层控制平台电机运行。
  • 高级AMMCLIB优化软件库，用于实现精密电机驱动控制
  • FreeMASTER图形用户界面，用于运行和监测逆变器平台。

功能安全

  • 小巧、紧凑的10 IC系统规格符合ASILC/D标准
  • 强大的故障沉默SBC，具有0级功能
  • 带API的功能安全示例和使能软件
  • 恩智浦功能安全咨询服务助力客户实现其目标功能安全概念（请与当地销售人员联系，了解更多信息）

相关材料

  • 逆变器控制硬件设计包（原理图、PCB布板、Gerber文件）
  • 恩智浦设备数据手册
  • 恩智浦设备功能安全文档
  • 恩智浦设备软件驱动程序（GD3160和FS65）
  • 逆变器BSW，包括服务级别、SDK、驱动程序
  • Freemaster GUI和逆变器示例应用软件
  • 汽车数学和电机控制库（AMMCLIB）
  • 硬件使能套件­包含控件、驱动程序和RDC板
  • 使能套件用户指南
  • 系统设计指南应用笔记
  • 逆变器BSW用户手册

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