德州仪器发布UCC5880－Q1 碳化硅栅极驱动器，助力高压系统设计创新

【蜂耘网 仪器仪表】德州仪器（TI）近日发布了一款最新的碳化硅栅极驱动器产品——UCC5880-Q1。该产品旨在帮助客户克服在高压系统设计中遇到的技术难题，特别为电动汽车和混合动力汽车的高压半导体应用提供创新解决方案。发布会上，德州仪器混动汽车/电动汽车部门总经理吴万邦和德州仪器中国汽车半导体事业部技术支持经理郭津一起介绍了该新品的特点和应用领域，以及对电动汽车的贡献，同时也提及了德州仪器在高压技术领域的整体策略和目标。

     TI表示，在汽车应用中，公司在半导体创新领域有着明确的目标，包括帮助用户延长汽车行驶里程、改善电动汽车充电性能和效率、提高电动汽车的经济实惠性以及设计安全可靠的电动汽车系统。为实现这些目标，德州仪器不仅专注于栅极驱动器技术，还涉足车载充电器方案和整套的电池管理系统解决方案等领域。

     UCC5880-Q1是什么？

     UCC5880-Q1栅极驱动器被定位为应用于电驱动系统中的牵引逆变器驱动技术。这款驱动器产品具备可调驱动技术，能够根据工况提高牵引逆变器的整体效率，同时具备高集成度，帮助降低设计复杂度并提高系统功率密度。该产品符合功能安全ASIL-D 设计标准，并通过实时调节栅极驱动强度来平衡开关速度和电压过冲，从而提高系统可靠性。

     UCC5880-Q1的推出将大大满足工程师对电动汽车高压电源以及电驱动设计目标的现实，例如：一、更高效的牵引逆变器；二、更高的功率密度，在输出相同功率的情况下减小体积，或在相同体积的情况下输出更大的功率；三、高可靠性的系统；四、降低系统复杂度，使用更少的元器件设计出相同功能的系统。

      UCC5880-Q1使得牵引逆变器运行效率提升2%

      牵引逆变器需要大功率设计，并且需要实现安全、可靠和更高的效率。从工程师方面了解到，其实市面上，牵引逆变器产品的效率已经达到了 90% 以上，继续优化比较困难，更高压的设计需求和新半导体器件的使用，会带来产品结构更迭和散热限制等挑战。使用TI的UCC5880-Q1器件优化系统后，预估牵引逆变器的运行效率可以提升最大约 2%。牵引逆变器高压模块从 IGBT 换成 SiC 后还会带来新的挑战，因此可以确认的是即使是 2% ，对系统设计来说都是非常高的提升。

      TI整体策略--为系统提供完整的解决方案

      德州仪器的整体策略是为系统提供完整的解决方案，而不仅仅提供芯片级别的产品。除了UCC5880-Q1栅极驱动器，德州仪器还提供了一系列与牵引逆变器系统相关的解决方案，包括符合ASIL-D标准的MCU、C2000™ 实时控制器、反激式控制器（可以充当系统的辅助供电），针对分布式辅电等未来趋势，TI还提供全集成式的辅助供电模块、隔离电压/电流检测采样、隔离电源检测等。

此外，德州仪器还注重与合作伙伴的紧密合作，以实现全面的系统优化。在发布会上，发言人介绍了TI与 Wolfspeed 共同开发的 300kW牵引逆变器参考设计，其将 UCC5880-Q1 和 Wolfspeed 的 SiC 模块搭配使用，并完成整体测试和认证。这款参考设计不只包含原理图和 PCB 布线，还提供实物可供客户评估。功能包括栅极驱动、辅助供电、隔离供电、MCU，均采用 TI 的芯片方案来完成设计。

UCC5880-Q1的实时调节功能优势

     在发布会上TI发言人提到“TI SiC栅极驱动器让牵引逆变器更安全、高效，将车辆的年行驶里程延长多达1600公里”。这是因为UCC5880-Q1 驱动器通过更低的系统成本，以及对驱动能力的实时调节，可以将逆变器系统效率提升最大约 2%，从而延长电动汽车行驶里程。下面一个例子进一步解释这个数字，如果用户每周充三次电，每次充电都可以提升 11 公里的行驶里程，一年下来行驶里程可以提升约 1600 公里。在 UCC5880-Q1 中，TI设计了可实时调节栅极驱动强度的功能，可以让用户在系统运行时，在 5A 到 20A 的范围内调整驱动电流。在此基础上，这款器件还符合 ISO 26262 功能安全设计标准，可以支持设计人员更快速、更安全、更高效地设计牵引逆变器系统。

     可调驱动功能可以让用户实现开关速度和电压过冲的平衡。这是因为，碳化硅可以实现更高的开关速度，从系统效率的角度来说，开关速度越快，开关损耗越低，效率也就越高；从系统可靠性的角度来说，开关速度越快，可能导致更大的电压过冲，进而影响模块可靠性。而UCC5880-Q1中的可调节功能也正是这款产品的优势。

    同时TI也推出了新的评估板，将UCC5880-Q1 驱动器和辅助供电模块 UCC14141-Q1 搭配使用，帮助客户实现更小的体积和更简单的电路。

    TI 大力投资高压电源技术

    在电动汽车中，高电压技术不仅用在牵引逆变器中，还会用在车载充电器 OBC 和高压转低压的 DC/DC 中。该技术涵盖四类主要产品：一是氮化镓，TI 生产车规级氮化镓全集成式方案，将驱动、保护和功率部分集成在一个封装里，可以更大限度地实现小体积。二是隔离式栅极驱动器，除了 UCC5880-Q1外， 还包括用于 OBC 和 DC/DC 中的高压栅极驱动器。三是搭配使用的辅助供电方案，TI 可以提供隔离式的辅助电源模块，用更小的体积实现更好的性能。四是 C2000 实时控制器，可以帮助客户更简单地设计高压电源。

    吴经理分享TI 在高压技术领域的三个目标。第一，通过半导体器件的创新，帮助用户更大限度地减少开关损耗；第二，通过小体积设计，包括简化外围器件，帮助用户提高功率密度；第三，通过技术创新，更大限度提高功率管的开关速度，并增强驱动强度。

    总结，随着电动汽车市场的不断增长和对高压系统的需求日益增加，德州仪器作为半导体行业的领军企业，将继续致力于推动高压技术的创新和应用。UCC5880-Q1栅极驱动器的发布标志着该公司在高压系统设计创新方面的重要进展。该产品的独特技术和全面解决方案的理念将为电动汽车行业带来新的发展机遇，推动电动汽车技术的进一步发展，为人们创造更加智能、环保的出行体验。德州仪器在高压技术领域的领导地位和不断创新的动力将持续引领行业发展，为未来的可持续交通做出更多贡献。

（蜂耘仪器仪表网  责任编辑：辛渺）