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고전압 반도체 솔루션의 선두주자인 텍사스 인스트루먼트(TI)는 오늘 엔지니어들이 보다 효율적인 트랙션 인버터를 설계하고 전기차의 주행거리를 극대화할 수 있도록 고도로 통합되고 기능 안전 표준을 준수하는 절연 게이트 드라이버를 선보였다. 새로운UCC5880-Q1 강화 절연 게이트 드라이버는 전기차 파워트레인 엔지니어들이 시스템 설계의 복잡성과 비용은 절감하면서도 전력 밀도를 높이고 안전과 성능에 대한 목표를 달성할 수 있도록 다양한 기능을 제공한다.

전기차의 인기가 높아짐에 따라 트랙션 인버터 시스템 반도체의 혁신은 전기차 보급을 앞당기는 데 도움을 주고 있다. 차량 제조업체는 실시간 가변 게이트 드라이브 강도, SPI(직렬 주변기기 인터페이스), 첨단 SiC 모니터링 및 보호 그리고 기능 안전에 대한 통합 진단을 제공하는 UCC5880-Q1을 통해 더 안전하고, 효율적이며, 신뢰할 수 있는 SiC와 IGBT(절연 게이트 양극 트랜지스터) 트랙션 인버터를 설계할 수 있다.

웬지아 리우 (Wenjia Liu) TI 고출력 드라이버 제품 라인 매니저는 '트랙션 인버터와 같은 고전압 애플리케이션 설계 엔지니어는 작은 공간에서 시스템의 효율성과 신뢰성을 최적화해야 하는 과제에 직면하게 된다'며, '이번에 출시되는 새로운 절연 게이트 드라이버를 사용하면 엔지니어들은 주행거리를 극대화하는 것은 물론 안전 기능을 통합함으로써 외부 부품과 설계의 복잡성을 줄일 수 있다. 더불어, TI의 UCC14141-Q1 절연 바이어스 공급 모듈과 같은 다른 고전압 전력 변환 제품과 쉽게 조합하여 전력 밀도를 높이고 엔지니어들이 트랙션 인버터의 성능을 최고 수준으로 끌어올릴 수 있도록 지원한다'고 말했다.

설계의 복잡성과 비용은 줄이고 전기차의 주행 범위 극대화

효율성 향상은 1회 충전할 때마다 주행거리를 개선하는 데 직접적인 영향을 미치기 때문에, 전기차에서 신뢰도와 전력 성능에 대한 필요성이 점점 더 증가하고 있다. 하지만 트랙션 인버터의 대부분이 이미 90% 이상의 효율로 작동하고 있다는 점을 고려할 때, 효율성을 현 수준에서 더 높이는 것은 쉽지 않다.

게이트 구동 강도를 실시간으로 20A에서 5A 사이의 단계에서 변경함으로써 설계자는 UCC5880-Q1 게이트 드라이버로 SiC 스위칭 전력 손실을 최소화하여 시스템 효율성을 최대 2%까지 개선할 수 있다. 이와 함께, 배터리 1회 충전당 최대 7마일(약 11km) 이상의 전기차 주행 거리를 확보할 수 있다. 이는 일주일에 3회 충전하는 전기차 기준으로 연간 1,000마일(약 1,600km) 이상의 추가 주행거리를 확보할 수 있다는 것을 의미한다.

또한 UCC5880-Q1의 SPI 프로그래밍 기능과 통합 모니터링 및 보호 기능은 설계의 복잡성은 물론 외부 부품 비용을 절감할 수 있다. 엔지니어는 SiC 전기차 트랙션 인버터 레퍼런스 디자인을 사용하여 부품 수를 줄이고 효율적인 트랙션 인버터 시스템을 신속하게 시제품화 할 수 있다. 맞춤형이 가능하고 테스트 설계를 마친 레퍼런스 디자인은 UCC5880-Q1, 바이어스 공급 전원 모듈, 실시간 제어 MCU 및 고정밀 감지 기능을 포함한다.

차량 기능 안전 ISO26262 표준을 준수하는 UCC5880-Q1의 시제품 버전은 현재 TI.com에서만 10.5-mm x 7.5-mm 32-핀 SSOP(shrink small-outline package)로 구매할 수 있다. 1,000개 단위로 5.90달러부터 구매 가능하며, 새로운 UCC5880-Q1 평가 모듈은 249달러에 구매할 수 있다. TI.com은 다양한 결제 및 배송 옵션을 제공한다.​
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