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On-Board-Ladelösung von Microchip

Steuerung, Gate-Treiber und Leistungsstufe aus einer Hand

10. Juni 2024, 10:35 Uhr | Irina Hübner

Microchip zeigt eine On-Board-Charger-Lösung, die eine Auswahl der für Fahrzeuganwendungen qualifizierten Digital-, Analog-, Datenkommunikations- und Leistungselektronik-ICs des Unternehmens verwendet, darunter den Digital Signal Controller (DSC) dsPIC33C und den isolierten SiC-Gate-Treiber MCP14C1.

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Die On-Board-Charger-Lösung erhöht die Effizienz und Zuverlässigkeit eines OBC-Systems, indem sie die fortschrittliche Steuerung des dsPIC33, die verstärkte High-Voltage-Isolierung des Gate-Treibers MCP14C1 mit hoher Störfestigkeit sowie die geringen Schaltverluste und die Wärmemanagementfähigkeiten der mSiC-MOSFETs von Microchip nutzt. Um die Lieferkette für die Kunden weiter zu vereinfachen, bietet Microchip auch die wesentlichen Techniken an, die die anderen Funktionen eines OBCs unterstützen – einschließlich Kommunikationsschnittstellen, Sicherheit, Sensoren, Speicher und Timing.

Die flexible programmierbare Lösung mit fertigen Softwaremodulen für Leistungsfaktorkorrektur (PFC), DC/DC-Wandlung, Kommunikation und Diagnose-Algorithmen soll eine schnellere Systementwicklung und -prüfung ermöglichen. Die Softwaremodule im dsPIC33 sind darauf ausgelegt, Leistungsfähigkeit, Effizienz und Zuverlässigkeit zu optimieren und bieten gleichzeitig Flexibilität für die Anpassung an spezifische OEM-Anforderungen.

Die wichtigsten Komponenten der On-Board-Charger-Lösung im Überblick

Der DSC dsPIC33C ist AEC-Q100-qualifiziert und verfügt über einen leistungsstarken DSP-Kern, hochauflösende PWM-Module und schnelle Analog-Digital-Wandler, was ihn für Anwendungen im Bereich Leistungswandlung prädestiniert. Er ist bereit für funktionale Sicherheit und unterstützt das AUTOSAR-Ökosystem.
Der isolierte SiC-Gate-Treiber MCP14C1 ist AEC-Q100-qualifiziert und wird im SOIC-8-Wide-Body-Gehäuse mit verstärkter Isolierung und im SOIC-8-Narrow-Body-Gehäuse mit Basisisolierung angeboten. Der mit dem dsPIC33 kompatible MCP14C1 ist für die Ansteuerung von mSiC-MOSFETs mittels UVLO für UGS = 18 V Gate-Drive-Split-Ausgangsklemmen optimiert, was den Einsatz vereinfacht und eine externe Diode erübrigt. Galvanische Trennung wird durch kapazitive Isolationstechnik erreicht, was zu einer robusten Störfestigkeit und einer hohen Gleichtakt-Transienten-Immunität (CMTI) führt.
Der mSiC-MOSFET im AEC-Q101-qualifizierten D2PAK-7L-XL-SMD-Gehäuse enthält fünf parallele Source-Sense-Leitungen, um Schaltverluste zu reduzieren, die Strombelastbarkeit zu erhöhen und die Induktivität zu verringern. Der Baustein unterstützt 400- und 800-V-Batteriespannungen.

»Wir haben ein E-Mobility-Team mit speziellen Ressourcen eingerichtet, um diesen wachsenden Markt zu unterstützen. Daher können wir nicht nur die Steuerung, den Gate-Treiber und die Leistungsstufe für einen OBC bereitstellen, sondern unseren Kunden auch Datenanbindung, Timing, Sensoren, Speicher und Sicherheitslösungen anbieten«, sagt Joe Thomsen, Corporate Vice President der Digital Signal Controller Business Unit bei Microchip. Als führender Anbieter für OEMs und Tier-1-Zulieferer bietet Microchip umfassende Lösungen, um die Entwicklungsprozesse zu optimieren, unter anderem Automotive-qualifizierte Produkte, Referenzdesigns, Software und weltweiten technischen Support.«

Verfügbarkeit und Entwicklungsunterstützung

Die Hauptkomponenten für eine OBC-Lösung einschließlich des DSC dsPIC33C, isolierten SiC-Gate-Treibers MCP14C1 und mSiC-MOSFETs im D2PAK-7L XL-Gehäuse sind ab sofort verfügbar.

Der DSC dsPIC33C ist ein AUTOSAR-kompatibler Baustein und wird vom MPLAB-Entwicklungs-Ökosystem einschließlich der MPLAB PowerSmart Development Suite unterstützt.

Microchip stellt ein Whitepaper zur Verfügung. Dieses beschreibt, wie die OBC-Lösung die Leistungsfähigkeit eines Designs optimiert und dessen Markteinführung beschleunigt.

Microchip stellt auf der PCIM 2024 in Nürnberg aus: Halle 7, Stand 640.