FluxLink 耦合技术：高压隔离的保障

在汽车中一定要有应急电源，为什么应急电源如此重要？设想一下，如果你正在高速公路上驾车行驶上，不巧遇到紧急情况需要刹车，这时候电源电压不足，事故在所难免，而如果有应急电源，就能避免一场灾难。EPS 在辅助电池失效的情况下，为车辆安全转向和减速提供动力，保证系统安全可靠，PI 推出的最新产品 InnoSwitch3-AQ 系列就用在应急电源中。

PI 资深技术培训经理阎金光向与非网介绍，“PI 有两个系列产品，其中 SiCMOSFET 或 IGBT 门级驱动用于驱动，InnoSwitch3-AQ 用于应急电源，InnoSwitch3-AQ 从高压直流母线取电，输入端电压范围是 300V~500V，输出端电压是 12V，为驱动电机控制和牵引控制器提供供电，在输出电压低至 30V 时，仍然能够保证有足够的功率给控制电路供电。”

FluxLink 耦合技术：高压隔离的保障

在电动汽车中，一般有很多电池组，其母线分为 400V 和 800V，现在采用 800V 居多，因为这样可以提高效率，让汽车更轻巧。既然采用 800V 母线电压更具优势，为什么以前不选择 800V？因为高压需要绝缘，需要提供更可靠的保障。阎金光解释，“InnoSwitch3-AQ 是一个反激电源，延续了 InnoSwitch3 的优势，在汽车应用中，符合 AEC-Q100 标准，生产过程通过 IATF16949 认证。“

与 InnoSwitch3 原理不一样，InnoSwitch3-AQ 有两个控制器处理，如上图，在初级和次级之间，采用了高速 FluxLink 耦合技术。FluxLink 技术可在无需专用隔离变压器检测绕组和光耦的情况下，实现±3%的高精度输入电压和负载综合调整率。FluxLink 技术即使在瞬态应力测试下也能保持输出电压稳压，这对于基于 PSR 的方案而言尤其具有挑战性，InnoSwitch3-AQ 的故障率低于 0.02PPM。

满足汽车的降额要求

在典型应用中，电压会提供 80％的降额。所谓降额就是，当额定电压是 100V 时，在工程学上，用户在任何情况下不能超过额定电压的 80%，也就是要有 20%的余量。因为汽车会涉及人身安全，所以在实际应用中也会有降额要求。

InnoSwitch3-AQ 在 400V 母线中集成了 750 V MOSFET，片上同步整流控制器在标称 400 VDC 输入电压下可提供 90%以上的效率。优化后的 InnoSwitch3-AQ 设计可在整个输入电压范围内实现小于 10 mW 的空载能耗。InnoSwitch3-AQ 系列 IC 采用表面贴装式 InSOP 封装，其初级至次级爬电距离为 11 mm，超过了高海拔（5000 米以上）绝缘的严格要求。

如果母线电压达到 800V，内部 MOSFET750V 的耐压显然无法满足要求。阎金光解释，“我们在漏级与变压器的连接端之间再串联一个 MOSFET，这样不仅可以增加耐压，满足 800V 的耐压要求，而且可以把热量分散到不同的开关中。

如图所示，对于 550V 的母线，INN3977CQ 可以轻松满足 80%的降级要求；对于 925V 的母线，INN3977CQ+StackFET 使用 650VStackFET 时，降额大于 70%。在高温环境应用中，高效率降低了器件温度，StackFET 在两个功率开关之间分担散热。

有人会问，PI 为什么做了汽车应急电源，而没有做汽车常规使用的电源产品？是不是后者有一定难度？阎金光表示，“普通消费类产品需要做汽车级认证，其实很多公司都在做，我们是现在消费类应用中处于优势地位，再做成汽车级产品，具有有更大的优势，比如集成度很高，支持高环境温度应用。”

InnoSwitch3-AQ的“Demo 秀“

如上图，RDR-840Q 是一款基于 InnoSwitch3-AQ 的参考设计，它展示了这款电源在 30 VDC 至 550 VDC 输入范围内的启动、关断和高效工作，以及快速动态响应和各种安全和保护功能。

阎金光介绍，“该参考方案的输入范围是 30V 至 550V 电压，输出是 12V。在输出端可以采用同步整流，也可以用普通的二极管整流。如果使用普通的二极管整流，可以采用 PI 的 Qspeed 汽车级整流二极管。我们的 Qspeed 是类似于 SiC 特性的二极管，但成本要便宜很多，可见，二极管整流更具成本优势，同步整流更加高效。”

“InnoSwitch3-AQ 代表了反激式控制器的高水平集成度，可使汽车电源具有极少的元件数和极小的 PCB 面积。该器件在宽负载范围内具有一致的高效率性能，意味着它能轻松满足汽车行业苛刻的散热要求，FluxLink 技术可实现准确的性能并且高度可靠。”阎金光最后总结。

编辑：hfy