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  Traction Inverter(主驱逆变器)是电动汽车动力执行单元的核心部件，它来自于电动汽车动力执行单元的核心部件。VCU(车辆控制器)获得扭距指令，从高压电池组获得电能，逆变器控制电机工作，为车辆提供驱动扭矩和制动扭矩，确保车辆的正常驾驶功能。目前，电动汽车主驱逆变器中的功率器件是硅原料(以下简称硅原料)Si)加工而成IGBT但由于材料的限制，传统的半导体功率器件Si基功率器件在许多方面逐渐接近甚至达到了其材料的本征极限。碳化硅(以下简称碳化硅)SiC)与第三代宽禁带半导体材料相比，Si材料具有高频、高效、耐高压、耐高温等特点。根据相关检测结果分析，选择SiC选择主驱逆变器IGBT逆变器体积可减少1/5，重量可减轻35%，功耗可减少20%至5%，效率可达99%以上，全车续航里程可提高5%以上，社会效益非常明显。

  ▲ ST 系统框图

  意法半导体基于汽车级的芯片：SiC 功率模块(ADP60075W3)，MCU(SPC58NN84)，SBC(L9396)，Gate Driver(L9502)，模拟芯片以及逻辑保护芯片等，推出了满足功能安全ASIL C的SiC主驱逆变器系统解决方案。

  ▲ ST 主驱逆变器Demo

  该主驱逆变器的控制部分主要由MCU(SPC58NN84)和SBC(L9396)组成，并且采用了旋转变压器软件解码进行电机转子位置实时检测。

  MCU SPC58NN84：

  ●三个核@200MHz(两对锁步核)满足ISO26262功能安全ASIL D需求

  ●GTM344满足FOC控制需求

  ●SAR ADC支持高精度高速采样，满足电流，电压，温度模拟量采样的需求

  ●SDADC支持差分采样，满足旋转变压器软件解码功能的需求

  ●Flash 6MB，满足整车OTA功能需求

  ●可配置的功能安全模块(Lockstep, ECC, CMU, FCCU, MEMU, LBIST, MBIST…)

  ●8路 SPI，8路CANFD，以太网等

  SBC L9396：

  ●电源管理：自带Boost、Buck电路支持冷启动，1路LDO 5V供电，1路LDO 3.3V、5V可配的供电，1路0.8-5V可配的供电，2路对板外供电的线性稳压器

  ●问答式窗口看门狗

  ●PWM看门狗配合SPC58NN84的FCCU out

  ●Fail Safe Negative 输出功能

  ●可配置故障状态下的Reset输出功能

  ●故障诊断寄存器

  ●支持ASIL D应用

  SiC模块的驱动芯片为L9502，具备强大的驱动能力，能快速检测过压、欠压、短路等故障，内部集成原边和副边的通讯机制，用户可以灵活地对相关参数进行配置。L9502不仅可驱动SiC模块，也适配IGBT模块。

  隔离驱动芯片L9502：

  ●具备最小10A拉电流和灌电流

  ●5MHz SPI

  ●集成DCM反激控制器

  ●支持在原边和副边实现ASC(主动短路功能)和FreeWheel(关管)

  ●副边NTC温度检测和母线电压检测

  ●集成过流保护，混合关断， DESAT，Vce/Vds有源钳位，米勒钳位等功能

  ●支持母线电压快速放电功能

  ●支持功能安全ASIL D系统

  ST能够为客户提供整套的SiC主驱逆变器的参考设计：

  系统设计：

  ●系统架构

  ●需求分析

  ●硬件原理图

  ●PCB, BOM

  ●软件算法库

  ●L9396 CDD

  ●L9502 CDD

  ●旋变软解码包

  系统测试报告

  ●双脉冲测试数据与报告

  ●台架测试数据与报告

  ●功能安全ASIL C套件

  ●功能安全概念与需求

  ●技术安全概念与需求

  ●软件安全需求/硬件安全需求

  ●安全分析FTA/FMEA/FMEDA/DFA

  在开发工具链方面，ST能够提供免费的SPC5 Studio集成开发环境;客户也可以选择商业付费的工具， 比如Greenhill/Hightec等编译器，PLS/Lauterbach等调试仿真器，以及面向Autosar环境的各种BSW/ASW工具链。

  为帮助客户快速将产品推向市场，ST还联合第三方合作伙伴大湾区集成电路与系统应用研究院(以下简称为GIICS)，推出了支持功能安全及AutoSAR的量产级SiC主驱逆变器的方案，以最大化加速客户的产品开发。该方案采用旋变软解码技术可有效降低成本，使用结温估计技术对功率器件芯片进行更加有效的保护，应用抖频控制技术进一步降低电力电子开关控制的EMI幅值。

  ▲ GIICS SiC主驱逆变器实物

  基于上述技术的运用，该SiC主驱逆变器系统解决方案具有高效、高功率密度、高可靠性、高安全性以及成本竞争力强等诸多优点。