HEV/EV 인버터 및 모터 제어

인버터 및 모터 제어 시스템을 위한 업계 최고의 성능과 가장 안정적인 솔루션으로 주행 거리를 극대화하세요

Traction inverter: Range or acceleration?
트랙션 인버터 및 모터 제어 시스템은 최적의 전기 자동차(EV) 성능을 구현하는 데 매우 중요합니다. 이러한 차세대 시스템을 구축하려면 설계 엔지니어가 전력 손실을 줄이고 시스템 효율을 개선하여 EV의 안정성을 높이고, 주행 범위를 늘리고, 안전성을 강화해야 합니다. 트랙션 인버터 및 모터 제어 시스템은 TI의 절연 게이트 드라이버, 바이어스 공급, 전류 및 전압 감지 기술과 함께 작동하도록 임베디드 프로세싱 칩의 제어 기능과 결합된 높은 계산 성능을 필요로 합니다. 동적 출력 전류 제어를 통해 탄화규소(SiC)와 같은 넓은 밴드갭 기술을 사용할 수 있습니다. TI의 제품을 사용하면 EV가 이상적인 모터 토크를 유지하면서 전체 시스템 효율성을 개선할 수 있습니다.

트랙션 인버터 및 모터 제어 시스템에 TI를 선택하는 이유

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모터 속도를 두 배로 높이세요

토크 리플을 최소화하고 트랙션 모터에 부드러운 속도 및 토크 전류 프로파일을 제공하는 빠른 제어 루프로 더 긴 주행 범위와 부드러운 주행 환경을 달성하세요.

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효율성 및 시스템 전력 밀도 개선

넓은 밴드갭 기술을 사용하여 동일한 풋프린트와 중량을 가진 더 높은 전력 시스템을 설계하고 온도, 속도 및 토크에 대한 효율성을 얻어 차량의 주행 범위를 늘릴 수 있습니다.

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고장률을 줄이고 인버터 수명을 연장하세요

강화된 정격 정전식 절연 기술 및 초기 고장 감지를 통해 시스템 안정성을 향상하세요. TI의 리소스 및 전문 지식을 통해 최대 ASIL D의 기능 안전 규정 준수를 간소화하세요.

기술 지원

절연 게이트 드라이버

게이트 드라이버는 입력과 출력 간의 갈바닉 절연을 제공하며, SiC 또는 IGBT 기반 3상 모터 하프 브리지를 구동하고, 다양한 고장 상태를 모니터링하여 고장으로부터 보호합니다.

장점:

  • 시스템 수준의 효율성 향상: 턴온 및 턴오프 에너지를 포함한 스위칭 및 전도 손실을 최소화합니다.
  • 전력 밀도 향상: 높은 구동 강도는 게이트 드라이버의 케이스 온도를 낮춰 더 비싼 히트 싱크나 추가 PCB 접지가 필요하지 않습니다. 
  • 안정성 및 안전성 향상: 통합된 IGBT/SiC 상태 모니터링으로 전원 스위치의 초기 고장을 식별합니다. 최적화된 진단은 가장 높은 기능 안전 등급(최대 ASIL-D)을 지원합니다. 
기술 기고문
실시간 가변 게이트 드라이브 강도로 SiC 트랙션 인버터 효율성을 극대화하는 방법
본 문서에서는 설계자들이 효율성과 SiC 오버슈트와 같은 시스템 매개변수를 최적화할 수 있는 실시간 가변 게이트 드라이브 강도라는 새로운 기능의 이점에 대해 설명합니다.
Technical article
Improving safety in EV traction inverter systems
이 문서에서 전기 자동차 설계자가 게이트 전압 임계값을 모니터링하여 트랙션 인버터 시스템의 안전 및 안정성을 높이는 방법을 알아보십시오.
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레퍼런스 디자인
800V 300kW 트랙션 인버터 시스템 레퍼런스 설계
300kW 800V SiC 기반 트랙션 인버터 레퍼런스 설계로 트랙션 인버터 시스템을 향상시키세요. Wolfspeed로 개발된 이 제품은 고성능 고효율 시스템을 만들 수 있는 기반을 제공합니다.
IGBT 및 SiC 제어을 위한 주요 제품
신규 UCC5880-Q1 활성 고급 보호 기능을 지원하는 오토모티브 20A, 절연 실시간 가변 IGBT/SiC MOSFET 게이트 드라이버

실시간 제어 MCU

고성능 실시간 제어 MCU를 통해 차세대 전기 자동차에 새로운 아키텍처를 구현할 수 있습니다. < 4-u 제어 루프(리졸버 포함) 및 3.2k DMIPS의 컴퓨팅 성능을 지원하는 이러한 기능은 다음을 가능하게 합니다.

  • 향상된 주행 범위: 모터 속도가 높을수록(>20,000 RPM) 모터 크기가 줄어들고 충전당 주행 거리가 늘어납니다.
  • 향상된 전력 밀도 및 효율성: 더 나은 제어 루프 대역폭 사용과 더 높은 스위칭 주파수(>20kHz)에 대한 지원은 실리콘 카바이드(SiC)와 같은 넓은 밴드갭 기술을 사용할 수 있는 가능성을 열어줍니다. 
  • 간소화된 기능 안전 인증: 기능 안전 기능을 통해 최대 ASIL-D/SIL3 준수, EVITA(E-Safety Vehicle Intrusion Protected Applications) 및 AUTOSAR 지원을 제공합니다.
Technical article
How MCUs can unlock the full potential of electrification designs
고성능 실시간 MCU가 모터의 크기와 무게를 줄이고, 주행 범위를 늘리고, EV를 더 저렴하게 만드는 방법을 읽어보세요.
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Application note
AM263x for Traction Inverters
이 애플리케이션 노트에서는 소프트웨어 개발 시간을 단축하는 데 도움이 되는 AM263x 실시간 제어 모듈 기반의 인버터 소프트웨어 프레임워크에 대해 설명합니다.
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레퍼런스 디자인
800V 300kW 트랙션 인버터 시스템 레퍼런스 설계
300kW 800V SiC 기반 트랙션 인버터 레퍼런스 설계로 트랙션 인버터 시스템을 향상시키세요. Wolfspeed로 개발된 이 제품은 고성능 고효율 시스템을 만들 수 있는 기반을 제공합니다.
마이크로컨트롤러을 위한 주요 제품
AM2634-Q1 활성 실시간 제어 및 보안 기능을 갖춘 최대 400MHz의 오토모티브 쿼드 코어 Arm® Cortex®-R5F 기반 MCU
TMS320F280039C-Q1 활성 오토모티브 C2000 ™ 32비트 MCU 120MHz 384kB 플래시, FPU, TMU와 CLA, CLB, AES 및 CAN-FD
TMS320F28386D-Q1 활성 차량용 C2000™ 32비트 MCU - 연결 관리자, 2x C28x+CLA CPU, 1.5MB 플래시, FPU64, CLB, 이더넷

최적의 바이어스 전원 공급 솔루션

시스템 요구 사항에 맞게 전력 밀도와 효율성을 개선하는 동시에 시스템 비용을 최적화하세요. 통합 FET 및 자기 부품, 통합 FET 및 외부 자기 부품, 외부 FET 및 외부 부품을 지원하는 포괄적인 장치 포트폴리오 중에서 선택하세요.

장점:

  • 작은 풋프린트, >150V/ns CMTI 및 탁월한 EMI 성능으로 전력 밀도와 효율성을 향상시킵니다.
  • ISO26262 준수 및 시스템 수준의 진단 및 보호를 통해 기능 안전을 간소화합니다.
  • 높은 부하 조정 정확도와 열 성능으로 전원 모듈을 보호합니다.
White paper
Power Through the Isolation Barrier: The Landscape of Isolated DC/DC Bias Power (Rev. A)
절연 DC/DC 바이어스 전원 공급 장치 환경의 절연 장벽을 통해 전원을 공급하는 방법을 알아보세요.
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Technical article
Driving next-generation EV systems with a distributed architecture
이 문서에서 업계에서 가장 작고 가장 정확한 절연 DC/DC 모듈을 사용하여 절연 게이트 드라이버 바이어스 전원 공급 장치에 대해 가장 높은 전력 밀도를 구현하는 방법을 읽어보세요.
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레퍼런스 디자인
800V 300kW 트랙션 인버터 시스템 레퍼런스 설계
300kW 800V SiC 기반 트랙션 인버터 레퍼런스 설계로 트랙션 인버터 시스템을 향상시키세요. Wolfspeed로 개발된 이 제품은 고성능 고효율 시스템을 만들 수 있는 기반을 제공합니다.
바이어스 전원 공급 장치을 위한 주요 제품
UCC14240-Q1 활성 오토모티브, 2.0W, 24Vin, 25Vout 고밀도 > 3-kVRMS 절연 DC/DC 모듈
LM25184-Q1 활성 오토모티브 42-VIN no-opto 플라이백 컨버터(65V, 4.1A 통합 MOSFET 포함)
신규 UCC14141-Q1 활성 오토모티브, 1.5W, 12Vin, 25Vout 고밀도 > 5kVRMS 절연 DC/DC 모듈

위치 감지, 절연 전압 및 전류 감지

높은 공통 모드 과도 내성(CMTI) 및 작동 전압으로 정확한 저지연 전류 및 전압 측정을 달성하여 트랙션 인버터 시스템의 시스템 효율, 안정성 및 성능을 개선합니다.

장점:

  • 첨단 정전식 절연이 안전성을 높이고 시스템 비용을 낮춥니다.
  • 절연 증폭기 및 모듈레이터가 더 빠른 제어 및 응답 시간을 위한 높은 대역폭을 제공하여 시스템 안정성을 높이고 성능을 향상시킵니다.
  • 리졸버 여자를 위해 특별히 설계된 고전력 증폭기가 PCB 풋프린트를 줄이고 외부 보호의 필요성을 제거합니다.
Analog Design Journal
Using isolated comparators for fault detection in electric motor drives
전기 모터 드라이브의 고장 감지를 위해 절연 콤퍼레이터를 사용하는 방법을 알아보세요.
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Technical article
Improve efficiency in your HEV/EV resolver
극한 환경에서 작동하고 고온을 견디며 정확한 측정을 제공할 수 있는 리졸버를 HEV/EV 모터 제어 애플리케이션에서 사용할 때의 이점에 대해 알아보세요.
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감지을 위한 주요 제품
AMC1301-Q1 활성 오토모티브 정밀 ±250mV 입력 3µs - 지연 강화 절연 증폭기
AMC1311-Q1 활성 오토모티브, 2V 입력, 정밀 전압 감지 강화 절연 증폭기
ALM2403-Q1 활성 리졸버 애플리케이션을 위한 저왜곡의 오토모티브, 듀얼 채널, 고전압, 전력 연산 증폭기

기능 안전 시스템 인증 간소화

아날로그 및 임베디드 프로세싱 제품을 사용하여 ISO 26262와 같은 기능 안전 표준의 엄격한 요구 사항을 충족하세요. TI의 기능 안전 인증 엔지니어 외에도 기능 안전 FIT(Failures in Time) 비율, FMEDA(고장 모드, 영향 및 진단 분석), 안전 인증서 및 소프트웨어 진단 라이브러리와 같은 사용 가능한 문서 및 리소스를 통해 인증 프로세스를 간소화할 수 있습니다.

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Technical article
Understanding functional safety for gate drivers and traction inverter systems
이 문서에서는 게이트 드라이버 및 전기 자동차 트랙션 인버터 시스템과 관련된 예와 함께 기능 안전에 대한 일반적인 개요를 제공합니다.
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White paper
Understanding Functional Safety FIT Base Failure Rate Estimates per IEC 623801
IEC 62380 및 SN 29500에 따른 기능 안전 FIT 기본 고장률 예상치를 이해하는 방법을 알아보세요.
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White paper
자동차 및 산업 분야의 기능적 안전성 인증 간소화
여러분이 작업 현장을 설계하든 고속도로를 설계하든, 이 백서에서는 IC(통합 회로) 설계에 대한 TI의 접근 방식을 설명하고 기능 안전 설계를 간소화하는 데 필요한 리소스를 제공합니다.
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안전 시스템을 위한 주요 제품
AM2634-Q1 활성 실시간 제어 및 보안 기능을 갖춘 최대 400MHz의 오토모티브 쿼드 코어 Arm® Cortex®-R5F 기반 MCU
신규 UCC5880-Q1 활성 고급 보호 기능을 지원하는 오토모티브 20A, 절연 실시간 가변 IGBT/SiC MOSFET 게이트 드라이버

HEV/EV 인버터 및 모터 제어 관련 레퍼런스 디자인

레퍼런스 설계 선택 툴을 사용하여 애플리케이션 및 매개 변수에 가장 적합한 설계를 찾을 수 있습니다.

트랙션 인버터 및 모터 제어 시스템은 기능 안전에 대한 엄격한 요구 사항을 충족해야 합니다. TI는 설계 프로세스를 단순화하고 가속화하는 데 도움이 되는 전문 지식 및 툴과 함께 광범위한 기능 안전 제품 포트폴리오를 제공합니다.
– Heinz-Peter Beckemeyer | Texas Instruments 기능 안전 마케팅 책임자

주요 제품

신규 절연 게이트 드라이버 UCC5880-Q1 활성 고급 보호 기능을 지원하는 오토모티브 20A, 절연 실시간 가변 IGBT/SiC MOSFET 게이트 드라이버
Arm Cortex-R MCU AM2634-Q1 활성 실시간 제어 및 보안 기능을 갖춘 최대 400MHz의 오토모티브 쿼드 코어 Arm® Cortex®-R5F 기반 MCU
Isolated power modules (integrated transformer) UCC14240-Q1 활성 오토모티브, 2.0W, 24Vin, 25Vout 고밀도 > 3-kVRMS 절연 DC/DC 모듈
절연 비교기 AMC23C12-Q1 활성 오토모티브, 빠른 응답, 강화 절연, 윈도우 콤퍼레이터, 임계값 조정 가능
2022년9월12일 | 블로그

Semiconductor innovations in next-generation traction inverters will help drive electric vehicle performance further, making them even more fun to drive.

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기술 리소스

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고성능, 고전력 SiC 기반 트랙션 인버터 시스템
800V, 300kW SiC 기반 트랙션 인버터 시스템 솔루션은 트랙션 인버터 시스템 기술이 시스템 효율을 어떻게 개선하는지 보여줍니다.
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트랙션 인버터 – 차량 전기화를 이끄는 동력
이 백서에서는 어떻게 시스템 설계를 통해 전력 밀도를 유지하면서 더 빠른 모터, 더 높은 효율, 더 작은 시스템 크기를 구현할 수 있는지 살펴봅니다.
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최적의성능을 갖춘 EV 트랙션 인버터에서 설계 우선 순위
이 백서에서는 절연, 고전압 도메인 및 저전압 도메인 기술을 포함한 고성능 트랙션 인버터 시스템을 가능하게 하는 주요 시스템 동향, 아키텍처 및 기술을 살펴봅니다.
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