PCIM: SiC automotriz y

Microchip ha utilizado transistores de potencia de carburo de silicio en un modelo de fusibles electrónicos para baterías de vehículos eléctricos.

"El demostrador puede detectar e interrumpir corrientes de falla en microsegundos, 100 a 500 veces más rápido que los enfoques mecánicos tradicionales", según la compañía. "La respuesta rápida reduce sustancialmente las corrientes máximas de cortocircuito de decenas de kiloamperios a cientos de amperios, lo que puede evitar que un evento de falla provoque una falla grave".

"Proporciona a los diseñadores una solución basada en SiC para impulsar su desarrollo", agregó Microchip vp de SiC Clayton Pillion. "El diseño de estado sólido alivia las preocupaciones de confiabilidad a largo plazo sobre los dispositivos electromecánicos porque no hay degradación por choque mecánico, arco o rebote de contacto".

La placa de demostración, que se describe como un "diseño de fusible electrónico auxiliar" y, por lo tanto, no está dirigida al inversor de tracción principal, viene en seis versiones que abarcan baterías de 400 u 800 V y circuitos de 10, 20 o 30 A.

Dicho esto, "tt se puede escalar para entregar energía al inversor de tracción principal mediante el uso de más dispositivos paralelos de SiC", dijo Microchip a Electronics Weekly.

La detección de corriente se realiza por etapas, con un circuito puramente de hardware basado en un comparador que detecta fallas de alta corriente (100 - 200 A, por lo tanto, cortocircuitos) en un microsegundo. Desde allí hasta ~45A para un control más sofisticado de las corrientes, un bucle de firmware más lento en un microcontrolador PIC reacciona en alrededor de un milisegundo.

Debajo, la estimación de la temperatura de la unión se usa como una métrica de limitación de corriente para proteger el fusible electrónico del sobrecalentamiento. La estimación se basa en una medición de temperatura basada en termistores, la capacidad térmica del disipador térmico y la corriente de drenaje, modelados con un filtro digital de respuesta de impulso infinito (IIR) de primer orden.

Se incluye un bus LIN para control y monitoreo.

"La interfaz LIN permite la configuración de las características de disparo por sobrecorriente sin necesidad de modificar los componentes de hardware, y también informa sobre el estado de diagnóstico", dijo Microchip. "Con la función reiniciable del demostrador de fusibles electrónicos, los diseñadores pueden empaquetar un fusible electrónico en el vehículo sin restricciones de diseño para la capacidad de servicio".

La placa necesita su propio suministro de 9 a 16 V (<100 mA) y funciona en ambientes entre -40 y +85 °C.

El soporte de software y la depuración vienen a través de MPLAB X IDE (entorno de desarrollo integrado), y hay una herramienta de desarrollo de analizador serial LIN para PC.

Hay una página de demostración del producto e-fuse, pero gran parte de la información asociada es solo 'a pedido'. Esta guía del usuario tiene buena información adicional

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