【每日话题】英飞凌SiC助力99%效率SST,MCU在功率应用里还能玩出哪些新高度?
2025年11月7日,英飞凌携手SolarEdge发布新一代固态变压器(SST)平台,采用SiC功率器件实现中压到800-1500V DC转换效率超99%,为AI数据中心带来体积、重量与碳排放的多重优化。SiC、GaN、IGBT等宽禁带器件正在全面渗透从MW级到W级的各种场景,MCU作为核心控制大脑也越来越重要。欢迎分享你用英飞凌MCU(PSoC / XMC系列等)结合功率器件的实战经验!https://www.21ic.com/a/995316.html
请大家思考关键问题
[*]用英飞凌MCU驱动过SiC/GaN/IGBT的哪些功率等级?车载OBC、工业伺服、光伏逆变器、数据中心供电、四轴飞行器电调、快充电源……都欢迎分享。
[*]你在项目中把效率做到多少?遇到过哪些典型的高频开关、死区控制、热管理、EMI难题?又是如何解决的?
[*]英飞凌提供的评估板、参考设计、DAVE™/ModusToolbox™代码、Configurable PWM等,对实际开发帮助有多大?
[*]SiC/GaN继续降本+MCU算力持续提升的背景下,你觉得功率+控制的下一个突破点在哪里?全数字控制、AI自适应算法、更高集成度?
[*]正在做类似项目的小伙伴最需要哪些驱动例程、布局指南、散热方案?
欢迎大家参考以下方向讨论!
[*]从几百瓦快充到MW级SST,只要用过英飞凌MCU+功率器件,都可以晒效率曲线、系统框图、关键波形。
[*]踩过最深的坑、用过最有效的参考设计、最省时间的调试方法。
[*]如何在不同功率等级下更好地发挥SiC/GaN优势,MCU又该如何配合。
[*]互相分享最新的评估板实测报告、代码仓库、散热计算表格等。
话题奖励:
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活动时间:11.18——11.25
本期话题覆盖所有功率+MCU场景,不只是局限在数据中心、高压、不限行业。
期待看到车载、工业、新能源、消费电子、机器人等各领域玩家的真刀真枪经验!
一起来交流,把效率推到新高度,把坑填平,让后来者少走弯路~
看过一些高功率的转换电路,期待大佬分享相关的知识 在实际维修过程中,遇到过两例采用英飞凌MCU驱动同品牌IGBT模块的变频器,此外在检修伺服控制器以及工业机械臂过程中,也曾遇到过使用英飞凌公司IGBT模块的案例。总的来说,英飞凌公司的IGBT模块质量很好,也就遇到过一例单相IGBT模块烧毁的故障案例。鉴于英飞凌公司的研发实力,本人以为如果能推出将驱动电路和IGBT模块整合到一起的功率逆变单元——IPM会更好,如此可以最大限度地节省线路布局和降低故障点,走英飞凌相关专业MCU直驱逆变部分会是最优选择。 英飞凌的MCU产品组合在不同功率等级和应用场景中展现出广泛的技术覆盖能力。其AURIX™、TRAVEO™和PSoC™系列MCU能够驱动从数瓦到兆瓦级的功率系统,覆盖了车载充电机(OBC)、工业伺服驱动器、光伏逆变器、数据中心供电、四轴飞行器电调以及快充电源等多样化应用领域。
在汽车电子领域,英飞凌MCU支持的SiC模块适用于电动车主驱逆变器,其功率等级可满足高压平台需求。工业伺服系统通常采用IGBT方案,功率范围在几千瓦到数十千瓦之间。光伏逆变器应用中,基于Arm® Cortex®-M33架构的PSoC™ Control C3 MCU能够实现180MHz的高频控制,为功率转换系统提供实时控制能力。数据中心供电系统正朝着800V高压直流架构演进,以应对单机柜功率达到兆瓦级的挑战。四轴飞行器电调则通过PWM信号精确控制电机转速,实现稳定的飞行姿态调整。
效率表现与技术挑战
在效率方面,采用英飞凌SiC技术的电动汽车电力驱动系统展现出显著的性能优势。实际项目中,高频开关带来的挑战包括开关损耗和电磁干扰(EMI)。通过优化死区时间控制策略,可以显著降低开关损耗并提高系统可靠性。
热管理是另一个关键问题,特别是在高功率密度应用中。合理的散热设计和PCB布局对维持系统稳定运行至关重要,例如在多电机高频PWM调制环境下,有效的电源回路去耦能够防止MCU复位或传感器误读。对于EMI问题,采用屏蔽措施、优化开关频率和滤波器设计是常见的解决方案。
开发工具支持
英飞凌提供的评估板和参考设计大大缩短了开发周期。DAVE™和ModusToolbox™系统设计工具提供了完整的软件支持,使开发人员能够轻松创建高性能、高效率的电机控制和功率转换系统。Configurable PWM等功能增强了控制的灵活性,特别是在需要复杂PWM波形生成的应用中。
技术发展趋势
随着SiC/GaN成本持续下降和MCU算力不断提升,功率与控制技术的下一个突破点可能集中在三个方面:全数字控制实现更精确的环路调节,AI自适应算法优化系统在不同负载条件下的性能,以及更高集成度减少系统体积和成本。特别是在AI数据中心领域,高压、高效已成为重要趋势。
开发资源需求
从事类似项目的工程师最需要的资源包括:针对特定拓扑结构的驱动例程、详细的PCB布局指南(特别是针对高频开关电源如PFC、LLC的布局建议)、以及针对高功率密度应用的热管理方案。这些资源对于解决实际工程中遇到的信号完整性、热管理和EMC问题具有重要价值。
英飞凌通过其完整的MCU产品线和丰富的开发生态,为各种功率等级的电源转换应用提供了强有力的技术支持,特别是在需要高效率和高可靠性的应用场景中。随着技术的不断进步,功率半导体与微控制器的协同设计将继续推动电力电子技术向更高效率、更高功率密度方向发展 英飞凌提供的评估板、参考设等系列开发资源对于实际开发的帮助是巨大、不可或缺的。极大地降低了我们电工在进行设计时从概念到产品原型的门槛,大大缩短了项目开发周期,提高了产品的可靠性和性能。特别是经过测试的评估板等硬件平台,让我们拿到手就能上电测试,无需自己设计PCB,避免了硬件电路设计错误所造成的版本迭代所浪费的大量时间。可以快速评估芯片的功能、性能是否满足项目需求。 DAVE/ModusToolbox提供了外设驱动、通信协议栈(如EtherCAT, CAN FD)、复杂算法库(如电机FOC控制、数学函数)的示例代码。这使得我们电工朋友们无需从零开始编写底层寄存器配置代码,可以直接复用或修改。同时官方提供的代码和库经过了严格测试,能确保功能的正确性和稳定性,比我自己编写的代码更加稳定可靠。 SiC 器件因耐高温、耐高压特性适合大功率快充,我的快充采用 英飞凌AURIX 系列 MCU 搭配 SiC MOSFET,配合 EiceDRIVER 系列通用栅极驱动器实现高功率快充驱动。开发了一款最高 80W 功率的家用快充,适配buck 快充常用拓扑,还可实现异物检测等安全功能。峰值效率达 94%,依托AURIX MCU 对 GaN 器件的高频精准控制,大幅降低开关损耗,同时提升电源功率密度,减少快充适配器的体积和发热。 开发支持时间敏感网络(TSN)的工业级MCU,结合SiC/GaN的快速响应特性,实现微秒级多目标协同控制 用XMC1404做过四轴的电调 ,还行,挺好用的 有人知道这个固态变压器(SST)长什么样子吗? 固态变压器(Solid State Transformer, SST),又称电力电子变压器(Power Electronic Transformer, PET),是一种基于电力电子技术和高频电能变换的新型电能转换设备。它通过半导体器件(如IGBT、SiC MOSFET等)替代传统变压器的铁芯和绕组结构,实现电压变换、电气隔离及智能调控功能,是未来智能电网、新能源并网和高密度供电场景的关键技术之一。
感觉和隔离式开关电源有点相似,能做到99%效率的确实是非常厉害了!屹然成为行业的佼佼者! 继续学习 PSoC AI开发 单一技术的进步会带来渐进式改良,但“更高集成度”提供了物理基础,“全数字控制”提供了执行手段,“AI自适应算法”注入了智能灵魂。这三者的深度融合,将共同催生功率电子从“被动执行”到“主动认知”的革命性突破,这才是真正的下一个突破点。 PCB布局指南(特别是高频、大电流部分)还是很重要的
特别适合新人,英飞凌手册里都给了指导性意见,完美 现在SiC 和 GaN材料的半导体小型器件对大功率应用的小型化有很大的帮助,这个是主流方向 低功耗场景;应该以GAN主导,GaN凭借其高电子迁移率和快速开关特性,能够显著提升系统效率并实现小型化。
英飞凌ModusToolbox好用不,还没用过呢,是图形化配置工具? 看到英飞凌SiC在SST上做到99%的效率确实令人震撼,给在中小功率设计上指明了方向。
随着MCU算力提升,我认为 “全数字控制+在线健康监测” 是下一个突破点。利用MCU剩余算力运行轻量级AI模型,实时监测功率管的老化程度和热分布,这将是数据中心和车载电源的高阶需求。 仅用过英飞凌的功率器件,很给力,mcu类还没用过
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