眾所周知，傳統(tǒng)燃油車可利用汽油發(fā)動機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的余熱為座艙供暖或給電池加熱，但新能源車沒有發(fā)動機，熱量來源缺失，因此需要PTC（Positive Temperature Coefficient）加熱器主動制熱采暖。

PTC加熱器是新能源車彌補“無發(fā)動機余熱”的關(guān)鍵部件，通過“自限溫電熱轉(zhuǎn)換”來為電池和座艙提供熱量，是現(xiàn)階段新能源車熱管理系統(tǒng)中的核心制熱方案之一。

PTC加熱器類型可分為空氣加熱式（風(fēng)暖型）和液體加熱式（水暖型），其核心原理為：

當(dāng)電流通過PTC元件時，電阻因焦耳效應(yīng)發(fā)熱，熱量通過空氣或冷卻液介質(zhì)傳遞至電池組（低溫時保溫以提升充放電效率）或乘員艙（供暖）；

而隨著溫度升高，PTC元件電阻還會呈非線性急劇增大，自動限制電流輸出以避免局部過熱，實現(xiàn)“自限溫”保護。

值得一提的是，PTC加熱器通常工作在高壓直流回路（如400/800V動力電池直流電壓）中，而控制單元（如MCU、傳感器）屬于低壓電路（12V/24V車載低壓系統(tǒng)），因此必須對其采取有效電氣隔離措施以防止高壓竄入低壓系統(tǒng)損壞敏感元件，并保護駕乘人員的生命安全，同時滿足嚴苛的電氣安全設(shè)計規(guī)范。

數(shù)字隔離器，如何確保新能源汽車PTC的安全性？

新能源汽車PTC加熱器的工作原理為車主或系統(tǒng)通過CAN/LIN總線發(fā)出制熱命令后，MCU/DSP開始驅(qū)動IGBT或其他功率管，從而控制PTC加熱器導(dǎo)通高壓電進行加熱；

通常，PTC加熱器中會集成多個PTC電阻，系統(tǒng)可通過控制不同數(shù)量電阻的通斷實現(xiàn)多擋位的功率輸出，靈活匹配座艙供暖或電池加熱的不同需求。

如上圖所示，在新能源汽車PTC加熱器的電氣隔離方案中，PTC加熱器（HTR）由汽車高壓電池平臺（HV）供電，MCU/DSP由5V直流電供電，兩者間主要通過隔離驅(qū)動芯片與隔離采樣芯片實現(xiàn)低壓控制與高壓加熱的安全協(xié)同。

其中，隔離驅(qū)動芯片負責(zé)在實現(xiàn)電氣隔離的前提下，放大并提升來自MCU/DSP低壓控制信號的驅(qū)動能力，以高效驅(qū)動高壓側(cè)PTC加熱器功率回路的導(dǎo)通/關(guān)斷；

隔離采樣芯片負責(zé)在實現(xiàn)電氣隔離的前提下，精準采集高壓側(cè)PTC加熱器的相電流/母線電流信號，為MCU/DSP對PTC加熱器的精準控制（如功率調(diào)節(jié)、故障保護等）提供邏輯依據(jù)。

而數(shù)字隔離/隔離接口芯片則負責(zé)在實現(xiàn)電氣隔離的前提下，完成LIN/CAN等車載總線與MCU/DSP的信號交互，使MCU/DSP可通過這些通信接口與整車其他系統(tǒng)安全協(xié)同，精準、高效地調(diào)控PTC加熱器的運行。

數(shù)字隔離器，新能源汽車PTC的安全之“芯”

作為新能源汽車PTC的安全之“芯”，數(shù)字隔離器的核心價值不僅在于實現(xiàn)高低壓電路的電氣隔離，更在于通過穩(wěn)定可靠的信號傳輸、精準高效的參數(shù)采樣與抗干擾能力，為PTC加熱器的安全運行筑起多重防護屏障。

然而，要充分發(fā)揮數(shù)字隔離器的這些核心價值，就需要其具備足夠高的隔離電壓以抵御高壓竄擾風(fēng)險，以及強大的抗電磁干擾能力與長期可靠性來適應(yīng)復(fù)雜的車載環(huán)境。

例如，華普微自主研發(fā)的CMT812X（2通道）、CMT804X（4通道）與CMT826X（6通道）系列標準數(shù)字隔離器不僅支持高達5 kVRms隔離電壓、8kV浪涌能力以及40年以上的預(yù)期使用壽命，還可顯著增強器件電磁兼容性（EMC），可有效滿足系統(tǒng)級ESD、EFT、浪涌和輻射方面的合規(guī)要求。

CMT8602X系列增強型隔離式雙通道柵極驅(qū)動器不僅具有4A峰值拉電流和6A峰值灌電流，還可驅(qū)動高達5MHz的功率MOSFET，IGBT和SiC MOSFET，具有一流的傳播延遲和脈寬失真度。

CMT130X系列隔離采樣芯片不僅能有效阻斷高壓電流及電磁噪聲傳導(dǎo)至低壓電路中，還能為MCU提供高精度的采樣電流、電壓及溫度等實時信號以支撐實現(xiàn)PTC加熱器的高效、可靠運行。

CMT104X系列高可靠性隔離式CAN收發(fā)器不僅能提供±70V 直流母線故障保護功能和±30V共模電壓范圍，還支持高達5Mbps的數(shù)據(jù)速率（CAN FD 模式），可實現(xiàn)更為快速的數(shù)據(jù)傳輸。

展望未來，隨著新能源汽車向高壓化、智能化及輕量化方向加速演進，PTC加熱器將面臨更高功率密度、更快響應(yīng)速度及更嚴苛安全標準的挑戰(zhàn)，而數(shù)字隔離器則將在保持高隔離性能的基礎(chǔ)上，持續(xù)向高集成化、低功耗及智能化方向升級，以持續(xù)滿足新能源汽車熱管理系統(tǒng)的安全需求，助力全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。