德州仪器(TI)于近日推出新的固态继电器产品系列，包括符合汽车标准的隔离驱动器和开关。
德州仪器相关负责人介绍，TPSI3050-Q1和TPSI2140-Q1是业内领先的固态继电器，完全集成电源和信号隔离，有助于在几微秒内管理电动汽车动力总成系统中的多千伏级隔离。这些新器件可提供业界出色的可靠性和更小的解决方案尺寸，同时降低高压汽车系统(包括800V电动汽车)的物料清单(BOM)成本，帮助提高电动汽车(EV)的安全性。
■ 可靠性、小尺寸、降成本
具体而言，新型固态继电器可以在几微秒内通过单个隔离栅断开和连接负载(而机电继电器则需要数毫秒)，从而实现高压汽车系统的更安全运行。其中，TPSI3050-Q1提供高达5kVRMS的增强型隔离，其工作寿命也比机电继电器高10倍，机电继电器的性能也会随着时间的推移而退化;TPSI2140-Q1提供高达3.75kVRMS的基础型隔离，使其能够实现比固态光继电器高四倍以上的时间相关电介质击穿可靠性。
新品还致力于减小系统尺寸和降低系统成本。固态继电器将电源和信号传输集成在单一芯片中，同时还从其设计中消除了至少三个元器件，从而显著减小了解决方案尺寸，同时将BOM成本降低了多达50%。
与机械继电器解决方案相比，TPSI3050-Q1通过集成隔离电源、数字隔离器和栅极驱动器的功能，可将解决方案尺寸缩小多达90%。与传统固态光继电器解决方案相比，TPSI2140-Q1通过集成信号FET和电阻器并消除了对舌簧继电器的需求，可将解决方案尺寸减小多达50%。
特别是TPSI2140-Q1专为高压测量和绝缘监测而设计，可与BQ79631-Q1等电池组监测器配合使用，可比固态光继电器更快、更准确地检测800V电池管理系统中的绝缘故障。TPSI2140-Q1支持使用小于1MΩ的电阻器，并且承受的雪崩电流比传统光继电器多300%，有助于实现更安全的人机交互。
■ 提高800V电池管理系统的安全性
上述负责人强调，TI极为关注为客户寻找新的隔离电源和信号的方式，以便提供极高的可靠性，同时减小解决方案尺寸并降低成本。TI在隔离技术中集成了更多功能，支持工程师降低复杂性并保持电源系统安全，有助于应对新一代工业和汽车系统中的隔离挑战，包括轻松过渡到800V电池。
随着电动汽车的普及，高压系统正变得越来越普遍。燃油汽车通常只使用12V电池，所以不需要隔离或高压电路。在高压电动汽车中，电池电压通常在400-800V范围内，因此需要进行隔离来保护乘客。由于电动汽车没有汽油或内燃机，所以电池需要为从车前灯到电机等所有设备提供动力，它的动力效率变得更加关键。
800V母线电动汽车应用对电气隔离的主要挑战在于，在车辆的整个生命周期内可靠地隔离高压。在正常运行期间，车辆还可能暴露于浪涌和过电压，这会进一步加重隔离屏障的压力。为确保稳健性和质量，TI的内部高压测试和认证流程都超出了VDE0884和IEC-60747-17规定的要求。
TI正在以多种方式支持汽车平台向800V过渡。对于800V系统而言，在电源管理设计中的低EMI、功率密度、低静态电流、低噪声和隔离都很重要，TI不断推出新产品来应对这些挑战。
固态继电器新品就是一个例子，TI通过将隔离集成到小型封装(提高功率密度)来解决800V系统中的多个设计挑战，并且其静态电流低于现有解决方案以延长电池寿命。集成隔离式DC/DC转换器是通过减少800V电动汽车的重量、尺寸和提高效率来提高功率密度的另一个例子。TI还一直在硅和封装技术方面进行创新，以支持越来越高的电压增强隔离，这对于更高电压系统的安全性非常重要。
“对于继电器而言，我们看到根据应用和系统对各种隔离等级的要求。然而，随着市场对安全和更高电压的需求，对可靠的继电器解决方案的需求正在增加。”上述负责人说。据了解，TI.com上已发售预量产版本的TPSI3050-Q1和TPSI2140-Q1，千片起售。工程师可通过TPSI3050Q1EVM和TPSI2140Q1EVM评估模块评估这些产品，评估模块在TI.com有售。(记者：郝文丽)
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