隨着汽車部件的電動化、自動化程度不斷提高，確保汽車系統的可靠性現已成為整個半導體供應鏈的核心目標。

為了給業內供應一種更為先進的解決方案，近日全球領先的高壓集成電路供應商Power Integrations（以下簡稱“PI”）擴充了旗下InnoSwitch™3-AQ产品系列陣容，研制並推出了兩款符合AEC-Q100標準、額定電壓1700V的汽車級開關電源IC，旨在增強系統可靠性，並緩解元器件采購所面臨的挑戰。

我們都知道，電力電子器件的擴展歷史大致可分為三個階段，即矽晶閘管（可控矽）、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管），以及近幾年剛剛顯露頭角的碳化矽（SiC）系列大功率半導體器件。其中，碳化矽屬於第三代半導體材料。與普通的矽材料相比，碳化矽的優勢非常突出，它不僅克服了普通矽材料的某些缺點，更是在功耗上有着出色的表現，因而成為了電力電子範圍目前最具前景的半導體材料。而此次PI推出的全新IC，正是基於碳化矽而策劃的。

據PI技藝培訓經理Jason Yan展現，InnoSwitch3-AQ 1700V器件是業界首款采用碳化矽（SiC）初級開關MOSFET的汽車級開關電源IC，可以供應高達70W的輸出功率，主要用於600V和800V純電池和燃料電池乘用車，以及電動巴士、卡車和各種工業電源應用。

與傳統的矽MOSFET相比，碳化矽MOSFET具有耐高溫、耐腐蝕、導熱快、強度高、硬度高、耐磨性好、抗熱抗震性好、導熱系數大，以及抗氧化性好等優勝性能。碳化矽MOSFET不僅適合於從600V到10kV的廣泛電壓範圍，同時具備單極型器件的卓越開關性能。詳細來說，碳化矽器件能以矽器件數倍的速度進行開關。開關頻率越高，電感和電容等儲能和濾波部件就越容易達成小型化；電能損失降低，發熱量就會相應減少，因此可以達成電力轉換器的小型化。

“采用1700V耐壓的碳化矽之後，高度集成的InnoSwitch IC可將整個電源的元件數量減少多達50%，大量節省了電路板空間。現在我們能以更少的元件來做應急電源的策劃，這將大幅提高汽車的安全性和系統的可靠性。”Jason Yan如是說。

不過，碳化矽優勢之余，也存在着成本偏高的問題。針對這一問題，Jason Yan卻有着不同的看法：“其實汽車並不像消費類電子那麼的在乎成本，它更加在乎的是安全性與可靠性。如果一輛汽車因為某些原因被召回的話，那它的成本損失將是相當大的，同時對這個品牌效應影響也是很嚴重的。所以，我們是按照整體方案的性能來計算成本的。”

按照Jason Yan的說法，雖然SiC材料價錢成本偏高，但其對提高效率和續航裏程，以及對增強系統可靠性等方面，均有着明顯的優勢。因此從這個角度來看，采用碳化矽MOSFET還是比較劃算的。

“除此之外，我們把母線電壓提高到1000V以上之後，也可以加快電動汽車的充電速度。”Jason Yan補充道。

無論對於車主，還是汽車廠商，大家除了關心續航裏程之外，充電功率也是不能忽視的一項硬指標。

學過物理的都應該知道，根據電功率公式P=IU可知，要想提升充電功率，要麼提升電壓，要麼提升電流。而在功率相同的情況下，電壓越高，通過汽車線路的電流越小，由焦耳定律Q＝I²Rt可知，产生的功率損耗也就越小。因此，提高電池組電壓，既可以減小能量/功耗損失，同時又能增加電機驅動效率。這也就是為什麼越來越多的汽車製造商將“提高母線電壓”作為自己下一階段的擴展方向。

根據官方供應的參數，InnoSwitch3-AQ 1700V器件采用了緊湊的InSOP™-24D封裝，使用FluxLink™反饋鏈路，可以為次級側控製供應高達5000V有效值電壓的加強絕緣。FluxLink技藝可直接檢測輸出電壓，其優勢在於可供應高精度的控製，以及極其快速的動態響應特性。在無需借助外部電路的情況下，電源在30V輸入電壓下即可工作，這對滿足性能安全的要求至關重要。其他保護性能包括輸入欠壓保護、輸出過壓保護和過流限製。

此外，全新IC內部還集成了同步整流和準諧振（QR）/CCM反激式控製器，可以達成90%以上的效率，輕松滿足最嚴格的OEM廠商要求。采用此方案的電源空載功耗可低於15mW，可以降低電池管理系統當中電池的自放電。

當然，InnoSwitch3-AQ 1700V器件也適用於高輸入電壓的工業類應用，以集成解決方案取代分立的控製器加MOSFET策劃，節省空間、時間和成本，同時提高可再生能源、工業電機驅動、電池儲能和電表，電源模塊等應用的可靠性。

不難看出，作為目前市場上唯一一款通過AEC-Q100認證且高度集成的1700V開關IC，其“高輸入電壓，高輸出精度”的優勢將為業界樹立全新性能標桿！