在电动汽车向 800V 高压平台加速迈进的当下，高效、安全的高压转换设计成为行业突破的关键。日前，PI（Power Integrations）宣布推出五款面向 800V 电动汽车应用的全新参考设计，为这一难题提供了创新解决方案，这些参考设计基于该公司最新推出的1700V宽爬电距离InnoSwitch 3-AQ反激式开关IC实现。
这些设计覆盖16W至120W功率范围，采用绕线式或平面变压器，适用于汽车DC-DC母线变换、逆变器应急电源、电池管理及辅助系统供电等场景。其支持的多路输出以及超薄变压器等特性，高度契合当前汽车行业的技术发展趋势。
PI资深FAE王晓戈指出，燃油车时代采用12V低压电子电气架构，而新能源车时代转向以大容量电池为核心的高压架构。这一转变虽为电源拓扑设计带来挑战，却为专注高压电源转换的PI创造了新机遇。
PI有哪些机会？
PI 凭借自身高压技术优势，在多个汽车应用场景中找到了新的发展机遇，王晓戈给出了具体盘点。
如图所示，在逆变器应用中，PI的产品可应用于应急电源、牵引逆变器栅极驱动器电源等，另外还包括OBC、转向电源、BMS、12V待机电源、μDC/DC变换器等等。
其主要作用体现在两个方面：一是作为 DC/DC 的应急备份辅助电源；二是可直接用于逆变器驱动，省略中间转换步骤，从而提升效率并优化系统尺寸和成本。尤其是随着如今动力域的集成化，要求各类电源及控制系统缩小尺寸。PI的高压方案凭借其高功率密度与紧凑设计，可完美适配动力域集成化趋势。
王晓戈进一步指出，虚拟电池概念的兴起为PI产品提供了新场景——通过替代传统12V电池，可释放车内空间并减轻重量。
“随着新能源汽车向高电压平台（400V/800V）演进，电源管理正在面临三大核心需求。首先是高压隔离与效率的平衡：电池电压提升至千伏级，需通过DC/DC变换实现高压到低压（如12V/48V）的高效隔离供电。其次，是功能安全冗余的需求，要求系统在主电源故障时仍能维持关键功能（如紧急制动、转向控制），需要设计冗余的电源架构。第三则是小型化与高功率密度的要求，整车平台对空间利用率要求越来越严苛，电源模块也不例外，需要在有限体积内实现更高功率输出。”PI的王晓戈表示。
根据用户需求而定
王晓戈强调，PI此次推出的参考设计均基于客户服务经验，结合了大多数客户的实际开发需求。“PI的电源方案在系统中并非核心，以应急电源为例，其在逆变器中仅起辅助或备用作用。因此，研发工程师不愿投入过多资源与精力进行设计，而参考方案能加速产品开发，节省工程师精力。”他说道。
“随着汽车更新换代周期越来越快，整个开发过程没有任何的容错空间，PI希望通过完整的方案，确保客户在第一版设计时就是最优化的，不会因为对产品不熟悉而造成工程风险。”王晓戈说道。
同时，参考设计只是一个参考，客户可以根据自身情况进行微调或更复杂的定制化。由于产品完全是Pin-to-Pin兼容，客户无需重新布板即可直接替换。
值得一提的是PI的参考设计套件(RDK)和设计范例报告(DER)，PI的参考方案指南提供了包括实物图、BOM表、原理图、电气特性曲线、PCB布局图及测试评估报告，可直接用于工程落地。
多路输出的灵活方案
为满足多样化需求，PI的参考设计在灵活性与兼容性上进行了针对性优化，具体体现为：
RDK-994Q — 35W超薄型牵引逆变器门极驱动或应急电源，输入电压为40-1000V DC、输出电压为24V；
DER-1030Q — 20W四路输出电源，其中一路输出为24.75V的应急电源(EPS)，三路输出为25.5V的门极驱动电源；
DER-1045Q — 16W四路输出电源，其中一路为14V应急电源(EPS)输出，三路分别有+18V/-5V输出电压的门极驱动输出。
王晓戈列举了每个参考设计的优势。
其中超薄单路35W电源，可以单路实现24V输出，并支持后续二级变换的灵活扩展。
PI 还提供两种多路输出参考设计，集成栅极驱动电源和应急电源，有效简化电路设计。分为不共地的三路高压隔离，以及共地的三路输出。通过不同的电压输出模式，可以满足不同的逆变器驱动选型。其中共模电感的去耦栅极驱动输出，可以使用单个绕组，从而进一步简化设计，简洁紧凑。
新颖的平面变压器参考设计
平面变压器正在汽车上开始普及，其可以实现超小体积及厚度，同时由于重心更低且质量更轻，抗振性能较好，此外相比传统绕线式变压器的一致性更高。
不过平面变压器的概念确实较新，要兼顾转换性能和绝缘性能，有一定的开发门槛。PI也专门提供了设计工具，支持变压器的设计和调整。
针对平面变压器的应用，PI开发了两款参考设计，分别为：
RDK-1039Q — 采用平面变压器的18W电源，用于牵引逆变器门极驱动器或应急电源；
RDK-1054Q — 采用平面变压器的120W电源，设计用于缩小或消除笨重的12V电池；
高性能的秘密
新推出的五款产品都是基于PI 内置1700V SiC的InnoSwitch3-AQ，从而实现了更强大的耐压特性，使得其轻松支持1000V的母线电压。
另外，最新的InnoSwitch3-AQ采用了最新的InSOP-28G封装，具有5.1mm的宽漏源极引脚爬电距离，可满足高压应用对增强安全性和可靠性的迫切需求。该封装提供了足够的隔离，无需喷涂三防漆，从而节省制造工艺步骤和相关的认证工作。“功能与原来一样，只是引脚做了一些微调，不影响原理图设计，可以方便客户移植到新平台。”王晓戈表示。
InnoSwitch3-AQ 是PI的高集成准谐振反激式开关IC，通过直接感测输出电压，借助 FluxLink 磁感耦合技术（一种通过磁场感应实现信号传输的先进技术），快速将信息反馈至初级侧，进而实现精准调节。该IC还采用了同步整流、波谷开通的断续/连续导通模式(DCM/CCM)反激控制器，可提供超过91%的效率，从而通过消除散热器节省空间。由于功率管、驱动以及主控都集成在同一封装中，缩短了传输距离，以实现最小的分布杂感。
另外，该器件可以在漏极电压低至30V的情况下启动，无需外部启动电路，这对功能安全至关重要。其他保护功能包括输入欠压保护、输出过压保护和过流限制。王晓戈补充道，PI的集成方案可以直接利用功率管做电流检测，可以进一步节省PCB空间。在传统反激控制中，需要在主功率管区串联限流电阻实现功率保护。
王晓戈强调，PI的InnoSwitch3-AQ的高集成特性，可以使系统组件数量减少 50%，从而更小巧紧凑，更安全可靠。
InnoSwitch3-AQ系列通过集成750 V、900 V及1700 V的不同开关，方便客户根据实际电压和功率需求选择不同方案，并支持快速移植。
总结
PI 的参考设计为工程师提供了完备的技术支持，从实物图、原理图到详细的测试评估结果一应俱全，极大地降低了开发门槛，加速了产品从设计到落地的进程。
随着汽车电动化、智能化发展，新能源汽车对电源管理系统的性能、可靠性及集成度需求不断升级。PI 推出的五款 800V 电动汽车参考设计，精准契合了高压隔离与效率平衡、功能安全冗余设计、小型化高功率密度等行业核心需求。这不仅得益于性能卓越的 InnoSwitch3 - AQ，更离不开其在与客户长期合作过程中积累的深厚行业经验与技术沉淀。
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