【每日话题】英飞凌MCU如何优化SiC驱动控制，提升电力电子系统的效率与性能？

2万 · 2025-2-24 16:48

#每日话题#

英飞凌达成200mm碳化硅（SiC）新里程碑：开始交付首批产品！而我们都知道，要用好SiC，MCU的驱动和控制能力也是非常关键的。英飞凌的AURIX™和PSoC™系列MCU，凭借强大的计算能力、实时控制能力和高集成度，能够有效支持SiC驱动控制。如何通过MCU实现SiC器件的高效控制，提升系统性能，同时保证安全性和稳定性，成为当前电力电子领域亟待解决的问题。

请大家参与讨论以下话题：（自选，结合具体MCU型号进行分享）
1、英飞凌MCU如何通过精准的PWM（脉宽调制）控制，优化SiC器件在电动汽车动力系统中的驱动性能？
2、SiC功率器件的高频特性对MCU的实时计算能力提出了哪些挑战？英飞凌的MCU如何应对这些挑战并提供稳定控制？
3、在工业变频器和能源转换系统中，英飞凌MCU如何配合SiC器件提供高效的电流和电压控制，提升系统的整体效能？
4、MCU在控制SiC的同时如何确保电力电子系统的安全性，特别是在高压高温条件下？
5、未来，英飞凌MCU如何通过集成更多智能算法（如自适应控制和AI优化），进一步提升SiC技术的驱动效率和控制精度？

话题奖励：
1、凡有效参与话题讨论的回帖者均可获得100家园币奖励
2、抽取2位发表优质回贴的友友奖励500家园币——恭喜@6552918 @大明58

活动时间：2025.02.24——2025.03.02

只看该作者 · 2025-2-24 20:09

话题1：https://bbs.21ic.com/icview-3434362-1-1.html

只看该作者 · 2025-2-24 20:16

话题2：https://bbs.21ic.com/icview-3434364-1-1.html

只看该作者 · 2025-2-24 20:21

话题3：https://bbs.21ic.com/icview-3434368-1-1.html

只看该作者 · 2025-2-24 20:27

话题4：https://bbs.21ic.com/icview-3434370-1-1.html

只看该作者 · 2025-2-24 20:32

话题5：https://bbs.21ic.com/icview-3434372-1-1.html

只看该作者 · 2025-2-24 20:56

在设计和测试阶段，对SiC器件和系统进行高压高温高湿反偏试验，确保其在极端条件下的可靠性。
在电路设计的时候加上过温保护、过流保护。

1万 · 2025-2-25 08:11

英飞凌MCU如何优化SiC驱动控制，提升电力电子系统的效率与性能

2万 · 2025-2-25 08:50

话题三：
做为当前最为常见的调压、调速装置，变频器和伺服控制器等绝对在工控领域占据主导地位。不过就目前该领域来讲，绝大多数都是使用的通用型MCU系统，而缺乏专业价格专用的MCU系统；此外这类装置中使用的IGBT/IPM也是采用传统半导体材料和加工工艺生产的，其在导通压降、抗过载能力、抗高温等能力上是十分不足和低下的。
由此可知，如果英飞凌公司能针对上述两点能推出专用的MCU系统，主要针对工控设备的电流、电压、转速等电量的保护控制，采用精准的算法加持，势必可以让工控设备中英飞凌MCU系统独步天下。至于英飞凌生产的碳化硅功率器件，虽然有各种优点，无奈其价格是制约其大量推广使用的瓶颈，目前只在一些高端机型中偶有见到，期待该公司能将价格把控好。

只看该作者 · 2025-2-25 08:58

MCU 在控制 SiC（碳化硅）以确保电力电子系统在高压高温条件下的安全性，主要通过以下几个方面：
1.精准的控制技术：精确的 PWM 控制、动态死区时间调整；
2.实时监测与智能调控：关键参数监测、智能热管理；
3.故障保护机制：内置丰富的故障检测功能、安全监测电路辅助；
4.硬件设计优化：采用冗余电路设计、增强电气隔离；
5.软件设计保障：实现故障处理和恢复机制；

只看该作者 · 2025-2-25 09:27

话题1：其实该话题主要是涉及到pwm本身的能力
1、精度问题，设置的周期、占空比一定要准确，不能不稳定，不稳定那就没搞了

2、支持死区之类的配置，对于H桥、电机之类的硬件，在换向的时候，必然涉及到死区问题，不考虑死区，就等着烧板子

3、软件配置能力强，可配置项多，让编程的人轻松，资料丰富

只看该作者 · 2025-2-25 09:38

4、MCU在控制SiC的同时如何确保电力电子系统的安全性，特别是在高压高温条件下？

1.可以采用分体式设计，将相关的电力电子系统放置于常压于常温之下。
2.如果一定要在高温高压条件下，可以采用内置空调方案来降温，使之达到满足条件使用。

只看该作者 · 2025-2-25 15:25

AURIX™系列MCU是工业设计应用的理想平台，借助于高效的运算处理能力，使得提供高效的电流和电压控制

1万 · 2025-2-27 13:27

英飞凌MCU通过高分辨率PWM、高频支持、死区时间控制、实时反馈、多通道同步等功能，能够精准控制SiC器件，优化其开关性能、降低损耗并提高系统效率。结合强大的开发工具和生态系统，英飞凌MCU是驱动SiC器件的理想选择。

只看该作者 · 2025-2-27 16:57

话题4 单从MCU自身角度看，要保证电力电子系统的安全性，主要是要能适合电子系统的工作环境，高温高压，都会对MCU寿命和稳定性照成影响，只有在芯片设计时就保证高复杂件下的工作才能保证系统安全，再辅以外部保护才能达到最佳效果。
另外，还可增加系统的冗余备份，当其中一个失效时，启动另外一个，已保证系统安全，以前都是采用双芯片方式，现在可以采用双核或多核的方式来实现。

只看该作者 · 2025-2-27 19:17

话题4：在设计电力电子系统，尤其是使用SiC这种宽禁带半导体器件，这类系统通常用于高电压、高频率和高温度的环境，比如电动汽车。这时候，MCU（微控制器单元）的控制策略和安全性措施就显得尤为重要了。iC器件本身虽然比传统的硅基器件更能承受高温和高电压，但系统的安全性不仅仅取决于器件本身，还涉及到控制策略、保护电路、散热设计、信号隔离等多个方面。MCU需要实时监测电压和电流，通过快速的AD采样和算法处理，及时触发保护机制，比如关断驱动信号或者调整PWM输出。这里需要考虑MCU的采样频率和处理速度是否足够快，以及如何避免误触发。

只看该作者 · 2025-2-27 19:19

5、未来，英飞凌MCU如何通过集成更多智能算法（如自适应控制和AI优化），进一步提升SiC技术的驱动效率和控制精度？
未来的MCU可能需要更强的计算能力来处理复杂的算法，比如更高性能的内核，比如多核Cortex-M7或RISC-V，以及硬件加速模块，如FPU、DSP或NPU，来加速AI运算。同时，集成更多的传感器接口和高带宽通信模块，如CAN FD或Ethernet，以支持实时数据传输和处理。然后是智能算法的应用。自适应控制算法，比如模型预测控制（MPC）或自适应PID，可以通过实时调整参数来优化开关行为，减少损耗。AI优化方面，可以使用神经网络进行开关状态的预测和优化，或者利用强化学习在动态负载下自动调整控制策略。还需要考虑热管理和可靠性。SiC器件在高压高温下的热特性需要精确监控，可能用卡尔曼滤波或数字孪生技术来预测结温，动态调整散热策略。此外，功能安全方面，集成HSM模块和符合ISO 26262标准，确保系统在故障情况下的安全运行。系统验证和行业合规也是重点，比如通过HIL测试和实际工况验证，确保算法在实际应用中的有效性。同时，符合汽车电子和工业控制的相关标准，如AEC-Q100和IEC 61508。

只看该作者 · 2025-2-28 08:58

话题4
英飞凌的MCU在控制SiC的同时确保安全性可以体现在这些方面。一个是系统整体的安全保护措施，这个体现在英飞凌的E-Fuse器件，电子保险丝相较于传统的继电器等元器件，具有高反应速度，这是ms级别的，起着重要的作用；另外就是英飞凌MCU的驱动电压在SiC的最适的栅极驱动范围类，按着SiC驱动的时序去严格控制，这就要配合英飞凌的MOSFET器件一起使用。