PCIM: SiC automotivo e

A Microchip usou transistores de potência de carboneto de silício em um demonstrador de fusíveis eletrônicos para baterias de veículos elétricos.

"O demonstrador pode detectar e interromper correntes de falha em microssegundos, 100 a 500 vezes mais rápido do que as abordagens mecânicas tradicionais", de acordo com a empresa. "A resposta rápida reduz substancialmente as correntes de pico de curto-circuito de dezenas de kilo-amps para centenas de amperes, o que pode impedir que um evento de falha resulte em uma falha grave."

Ele "fornece aos projetistas uma solução baseada em SiC para impulsionar seu desenvolvimento", acrescentou o vice-presidente da Microchip Clayton Pillion. "O design de estado sólido alivia as preocupações de confiabilidade de longo prazo sobre dispositivos eletromecânicos porque não há degradação de choque mecânico, arco ou ressalto de contato."

A placa de demonstração, que é descrita como um 'design de fusível eletrônico auxiliar' e, portanto, não é destinada ao inversor de tração principal, vem em seis versões abrangendo baterias de 400 ou 800V e circuitos de 10, 20 ou 30A.

Dito isto, "tt pode ser dimensionado para fornecer energia ao inversor de tração principal usando mais dispositivos SiC paralelos", disse a Microchip à Electronics Weekly.

A detecção de corrente é encenada, com um circuito puramente de hardware baseado em comparador detectando falhas de alta corrente (100 – 200A, portanto, curto-circuito) em um microssegundo. Daí para ~45A para um controle mais sofisticado de correntes, um loop de firmware mais lento em um microcontrolador PIC reage em cerca de um milissegundo.

Abaixo, a estimativa da temperatura da junção é usada como uma métrica de limitação de corrente para proteger o fusível eletrônico contra superaquecimento. A estimativa é baseada em uma medição de temperatura baseada em termistor, a capacidade térmica do dissipador de calor e a corrente de dreno – modelada com um filtro digital de resposta de impulso infinita (IIR) de primeira ordem.

Um barramento LIN está incluído para controle e monitoramento.

"A interface LIN permite a configuração das características de disparo por sobrecorrente sem a necessidade de modificar os componentes de hardware e também relata o status do diagnóstico", disse a Microchip. "Com o recurso reajustável do demonstrador de fusível eletrônico, os projetistas podem incluir um fusível eletrônico no veículo sem restrições de design para manutenção".

A placa precisa de sua própria alimentação de 9 – 16V (<100mA) e opera em ambientes entre -40 e +85°C.

O suporte de software e a depuração vêm por meio do MPLAB X IDE (ambiente de desenvolvimento integrado) e há uma ferramenta de desenvolvimento de analisador serial LIN para PCs.

Há uma página de produto de demonstração do e-fuse, mas muitas das informações associadas são apenas 'mediante solicitação'. Este guia do usuário tem algumas boas informações extras

Ver Microchip no estande 108 no pavilhão 7 do PCIM