電源

HEV/EV では、BLDC モーターや PTC ヒーターといった、電力を大量に消費する冷暖房サブシステムが存在します。ただし、モジュール内の残りのサブシステムである MCU、ゲート・ドライバ、温度センサ、その他の回路などは、通常は低電力です。

標準的なアプローチとしては、図 8 示すように、電力を大量に消費する負荷には利用可能な高電圧 (800V、400V、または 48V) から直接電力を供給し、基板上の回路には 12V レールから電力を供給します。

48V システムでは、スタータ / ジェネレータやトラクション・インバータなどの重要なシステムにおいて、通常は 12V レールと 48V レールからの電源間に O リングが必要になります。冷暖房サブシステムでは多くの場合、この O リングは必要ありません。

図 8 では絶縁バリアも示しています。800V や 400V などの高電圧システムでは、12V 側と高電圧側の間で常に絶縁が必要です。ただし、48V の車では対策はそれほど直接的ではありません。電圧が低いため、車の 12V システムと 48V システムの間で電気的な絶縁を必要としない場合があります。実用上は、12V ドメインと 48V ドメインの間で機能的な絶縁 (必ずしも感電に対する保護として機能せずにシステムが正常に機能する絶縁) が使用される可能性が最も高くなります。

絶縁バリアはシステムの入力側にも出力側にも配置することが可能です。図 8 はシステムの入力側での絶縁バリアを示しています。ここでは、システム部品のほとんどを高電圧側に配置しています。この場合は、12V 電源と通信インターフェイスに絶縁部品が必要です。対照的に、絶縁バリアをシステムの出力側に配置する場合は、回路部品のほとんどを低電圧側に配置する必要があります。この場合は、図 9 に示すようにモジュールで絶縁ゲート・ドライバを使用してトランジスタを駆動します。

コンプレッサ向けの自動車用高電圧高電力モーター・ドライバのリファレンス・デザインでは、LM5160-Q1 絶縁型フライバックブースト・コンバータを使用した例を示しています。このコンバータは、16V をゲート・ドライバに、3.3V (低ドロップアウト・レギュレータの後では 5.5V) を MCU、オペアンプ、その他すべてのロジック部品に供給します。このアプローチは比較的シンプルでコンパクトであり (単一のコンバータとトランスを使用して両方の電圧を生成)、優れたパフォーマンスをもたらします。