NOVOSENSE 絶縁およびドライバー技術により NEV で SiC+800V が実現

Jun 18, 2023

ニュース提供

2023 年 3 月 31 日、19:36 CST

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上海、2023年3月31日/PRNewswire/ -- 現在、新エネルギー車に代表される新興車が従来の燃料車に急速に取って代わりつつあります。 新エネルギー車はより多くの人に選ばれるようになってきていますが、消費者エクスペリエンスにおいて依然として問題点があることは間違いありません。 1 つは充電体験の不便さや充電速度の遅さ、もう 1 つは航続距離の不安です。

今後の新エネルギー車の市場拡大には、電動化効率の観点からスタートする必要があり、現在の重要なトレンドは800V電気アーキテクチャ＋SiCパワーデバイスであり、絶縁・駆動技術が不可欠となります。

車両電動化の新たなトレンド

車両電動化のトレンドは、まず高電圧アーキテクチャの開発であり、5分間の充電で200km走行するという目標を達成するために、充電電圧と一定の充電電流を増加させる条件下で充電電力を増加させます。 現在、国内外の一部の車種にスーパーチャージングパイルが採用されており、多くの車種で800Vバス電圧も適用され量産されています。 市場調査によると、2025 年までに 800V 高電圧アーキテクチャを備えた新エネルギー車の販売台数は約 100 万台に達し、3 年間の CAGR (年平均成長率) は 270% に達すると予想されています。 2025 年には、800V アーキテクチャを搭載した新エネルギー車の世界販売台数は 200 万台に達すると予想されています。

2 番目のトレンドは、高電圧 SiC パワーデバイスの使用です。 その利点は、第 3 世代の半導体デバイスが高電圧、低オンオフ損失、小型サイズなどの利点を備えており、電気駆動効率の向上、電気駆動重量の最適化、および航続距離の 10% ～ 15% の増加に役立つことです。 。

上記の 2 つの傾向により、絶縁 IC とドライバー IC に対する新たな、より高度な要件が提示されます。 まず、800V高電圧プラットフォームのバッテリー、モーター、電気制御システム（OBC、DC-DC、BMSを含む）、さらにエアコンプレッサー、PTC、電動ドライバーの電圧レベルもそれに応じて上昇します。

新エネルギー車の絶縁およびドライバー技術

第一に、新エネルギー車の絶縁は、400V ～ 800V のバッテリ電圧で個人と機器の安全を保護するための安全認証要件に基づいており、プロセッサやその他の弱電流デバイスも高電圧側から電気的に絶縁するための絶縁チップを必要とします。 2 つ目は共通接地要件であり、レベル変換機能を実現するために絶縁デバイスを使用する必要があります。 3 つ目は、より高い CMTI (コモンモード過渡現象耐性) を達成し、パワー管の誤開放につながる大きなノイズ干渉を回避するための高いノイズ耐性要件です。 特に、SiC の適用によりスイッチング周波数が上昇し、比較的大きな dv/dt ノイズが発生する可能性があります。

沿面距離は、安全性準拠の要件の 1 つでもあり、フラッシュオーバーまたはブレークダウン (マーキング) を引き起こすチップのパッケージ表面の距離を表します。 新エネルギー車の高電圧バッテリー、モーター、電気制御システムにおける一般的な絶縁装置の沿面距離は 8mm です。 バッテリー、モーター、電気制御システムが 800V 電圧にアップグレードされると、沿面距離も増加します。

さらに、ピーク出力電流が大きいため、パワー管の素早い開閉の要求を満たすために、より大きな電流でスイッチ管をオンにする必要があります。 新エネルギー車の駆動には電動エアコンプレッサーが必要であり、メイン モーター ドライバーと PTC にも高電圧の電気絶縁が必要です。

現在、業界では主流の絶縁技術がいくつかありますが、NOVOSENSE は容量カプラに基づく容量性絶縁技術を採用しています。 コンデンサ分離チップでは、絶縁コンデンサは 2 つの別々のベア チップ上に配置されています。 電気的絶縁に優れた強化絶縁技術を採用しているため、2 つの容量性プレートを直列に接続し、強化されたアーキテクチャで絶縁を実現します。 それらの間の隔離媒体は二酸化ケイ素であり、より高い隔離強度を持つ一種の隔離媒体です。 各ミクロン絶縁の耐電圧は400V以上に達することがあり、これは光カプラで使用される絶縁媒体（エポキシ樹脂）の5～6倍です。 理論的には、厚さ 30 ミクロンの絶縁グリッドは 10kV 以上の絶縁電圧に達します。 測定された60秒間の耐電圧も12kVのレベルに達します。 さらに、チャネルごとの容量絶縁差動伝送アーキテクチャも、コモンモードノイズ抑制の向上に役立ちます。