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提高效率并降低设计复杂度的混合动力汽车功率模块

EDN China?? 2006年10月27日 ?? 收藏0

  在底特律Convergence 展会上,英飞凌科技股份公司推出了两款面向混合动力汽车(HEV)传动系统的全新电子功率模块。以英飞凌成熟的功率半导体和系统级设计方法为基础,新的HybridPACK1 和 HybridPACK2 功率模块降低了HEV逆变器系统设计成本和复杂度,而且在实现所需功率等级的同时,其半导体面积也降低了30%。

  “我们的HybridPACK模块融合了我们在高级功率电子器件和汽车电子器件领域的技术专长,可满足全球领先的轻型车辆制造商在性能和可靠性方面的要求,”英飞凌科技北美公司汽车、工业和多元化电子市场部总经理 Christopher Cook 说道,“通过开发一系列模块,我们可针对制造商不同类型的混合系统提供定制解决方案,以满足客户的不同要求。”

  英飞凌的HybridPACK1功率模块用于轻度混合动力汽车,包括用于逆变器和负温度系数电阻的所有功率半导体,这样可使半导体面积降低30%。该模块是结合英飞凌领先的沟槽场终止IGBT(绝缘栅双极晶体管)技术和Emcon二极管技术进行开发的。对于轻度混合逆变器应用而言,采用高性能陶瓷衬底和英飞凌增强型引线

键合工艺的扁平铜基片,可将热循环寿命提高3倍,将功率循环寿命提高2倍。而基片的尺寸仅为7cm x 13.5 cm。带有集成启动发电机的轻度混合动力汽车在制动时会产生能量(“再生制动”),并能提供几秒钟的额外功率,例如,用于驶离或超车。

  对于完全混合动力汽车应用而言,HybridPACK2拥有业内最小的占位空间,800A/600V模块的尺寸仅为9.2 cm x 20.2 cm。这比现有解决方案小了大约四分之一。HybridPACK2的铝硅碳化物(AlSiC) 基片不仅增强了热性能,而且还提高了汽车发动机应用的可靠性。完全混合动力引擎可为中等距离驾驶提供能量,例如,城市交通。

  与许多功率电子应用不同,HEV模块的设计需要子系统紧密集成,以在给定成本下获得最理想的系统性能。总体功率系统架构和混合系统设计类型(微型、轻型或全面混合)决定着燃油节省程度,因此功率电子器件在保证效率、可靠性和成本效益上起着重要作用。凭借广泛的产品组合(包括微控制器、功率器件和传感器),英飞凌可从系统角度分析HEV逆变器,并在优化系统性能的同时提供最为经济有效的解决方案。业内专家预测,与内燃机相比,微型混合动力汽车可以节省5%-10%的燃料,带有再生制动和启动功能的轻型混合动力汽车可节省15%-35%的燃料,而完全混合动力汽车可节省40%-60%的燃料。

  英飞凌IGBT技术可为HEV动力系统带来诸多优势。沟槽场终止技术可降低传导损耗和开关损耗降,在拥有卓越性能的同时,可使尺寸缩小30%。英飞凌 IGBT 可工作在 175°C的高温下,使冷却任务更为轻松。

  为了向客户提供全面的解决方案和最短的开发周期,英飞凌开发出了与HybridPACK模块结合使用的演示板。该演示板包括驱动等级、故障检测和保护电路。


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