《電子技術(shù)應(yīng)用》
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飛兆高電壓產(chǎn)品對汽車行業(yè)至關(guān)重要

2013-07-25

盡管EV/HEV稅收抵免存在爭議,,電池技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施在過去幾十年一直很穩(wěn)定,汽車的高電壓技術(shù)仍然是高級應(yīng)用程序的關(guān)鍵推動因素,。尤其是電動車輛仍面臨基礎(chǔ)設(shè)施方面的障礙,。  HEV和EV平臺均面臨電池成本與可靠性的挑戰(zhàn),。盡管混合動力和電動車輛面臨ICE效率改進(jìn)(即  直噴)方面的競爭,高電壓在各平臺間仍有許多應(yīng)用機(jī)會,。不管哪些車輛技術(shù)會被消費者廣泛接受,,哪些技術(shù)會成為利基市場,高電壓半導(dǎo)體元器件的使用都將在世界市場繼續(xù)增長,。

ICE點火

車輛中高電壓半導(dǎo)體器件的最老且通常被忽略的應(yīng)用是點火,。使用線圈或永磁發(fā)電機(jī)及開關(guān)中斷電流的基本原理尚未改變。自幾十年前無分電器點火系統(tǒng)出現(xiàn)后,,IGBT開關(guān)的使用快速增加,。隨著線圈組件被棄用,點火線被單個線圈取代,,這個市場再次拓寬,。有了單個線圈后,無論是否集成電子器件,,開關(guān)的數(shù)量和汽缸一樣多,。

技術(shù)創(chuàng)新還在繼續(xù),特別是用于直噴發(fā)動機(jī)的點火產(chǎn)品,。智能點火產(chǎn)品包括各種功能,,如自動峰值電流檢測、最大駐留保護(hù),、多火花控制和軟關(guān)斷,。飛兆在此市場具有領(lǐng)先地位,提供一系列完整的標(biāo)準(zhǔn)和定制產(chǎn)品,。核心IGBT EcoSPARK®技術(shù)為最佳設(shè)計提供一流的壓降和電流密度,。飛兆點火IGBT解決方案提供封裝器件,帶或不帶智能控件及無源組件,,采用裸片形式,。

功率轉(zhuǎn)換和輔助電源

升壓轉(zhuǎn)換器 – HEV和EV電路結(jié)構(gòu)具有多個DC到DC轉(zhuǎn)換需求。在大多數(shù)動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,,主要升壓轉(zhuǎn)換器將各種不同的電池組電壓提高到用于為牽引驅(qū)動供電的穩(wěn)定高壓,。   根據(jù)電池充電狀態(tài)和堆棧拓?fù)洌斎腚妷和ǔ=橛?80V至350V之間,。輸出電壓為450V及以上,。這就需要高電流器件,因為電源輸出可能為100kW+,。這些設(shè)計使用封裝器件或組裝到熱架上的大型裸片,。液體冷卻很普遍,。

12V降壓式轉(zhuǎn)換器 – 電池電壓也必須下降以驅(qū)動傳統(tǒng)器件,在HEV中可用于引擎啟動,。  轉(zhuǎn)換器可直接從電池供電,,或從更穩(wěn)定的牽引驅(qū)動電源供電。功率通常介于1.5kW至3kW之間,,代替?zhèn)鹘y(tǒng)交流發(fā)電機(jī)的輸出,。降壓式轉(zhuǎn)換器通常使用HV功率MOSFET或高電流IGBT。具有相同封裝二極管的IGBT可提供雙向轉(zhuǎn)換器的額外優(yōu)勢,。

飛兆為這些應(yīng)用提供一系列符合AECQ101標(biāo)準(zhǔn)的50至70A范圍的高電流封裝IGBT,。

牽引驅(qū)動

牽引驅(qū)動需要兼容特殊熱安裝的大型高壓硅。由于每個設(shè)計都高度專有,,因此極少標(biāo)準(zhǔn)化,。  硅供應(yīng)商必須創(chuàng)造獨特的器件以符合每個應(yīng)用特定的設(shè)計。通常情況下,,使用600V超大裸片IGBT,,未來系統(tǒng)可能使用1200V。飛兆以Trench IGBT技術(shù)參與該市場,。

配件驅(qū)動

 

去除引擎上的皮帶動力配件可帶來優(yōu)勢,,甚至成為必要,這推動了所有型號的AC或無刷DC電機(jī)驅(qū)動器的需求,。電動助力轉(zhuǎn)向就是一個最好的例子,,它為傳統(tǒng)ICE和HEV平臺帶來更低的燃油消耗。盡管如今的系統(tǒng)大多數(shù)為低電壓,,在12V下操作,未來的解決方案將同時包括中等電壓(48V)和高電壓,。

引擎工作的基本功能(如燃油泵,、傳輸泵、油泵,、冷卻風(fēng)扇和冷卻劑泵)也受益于電動操作,。同樣,如今的低電壓解決方案在未來將有使用較高電壓操作的對等解決方案,。尤其是EV,,業(yè)內(nèi)已經(jīng)有高電壓器件加熱和循環(huán)設(shè)備。

飛兆在中等電壓和高電壓MOSFET和IGBT工具套件中有分立式產(chǎn)品,,可為當(dāng)今設(shè)計人員助一臂之力,。此外,為3相電機(jī)驅(qū)動器提供完整系統(tǒng)解決方案的模塊化解決方案可從高達(dá)600V的汽車APM(智能汽車電源模塊)系列中獲取,。

充電系統(tǒng)

 

EV和插電式混合動力車的充電系統(tǒng)可位于車外或車內(nèi),。車外高充電速率系統(tǒng)可能需要功率因數(shù)校正,。為追求緊湊性,PFC和DC至DC轉(zhuǎn)換通常在超越IGBT技術(shù)能力的頻率下完成,。因此需要可最大限度地降低損失和控制EMI的高電壓,、高性能MOSFET。飛兆SuperFET®器件和SuperFET 2器件符合AECQ101評級,,針對不同大小的充電系統(tǒng)采用各種封裝以符合客戶需求,。

此外,高電流,、高電壓柵極驅(qū)動器符合AECQ100評級以驅(qū)動飛兆高電壓MOSFET,。

AC功率逆變器

車輛對消費型便攜式器件電源的需求快速增長。OEM安裝的150至250W功率逆變器越來越普遍,。用于卡車的較大型逆變器提供400W+范圍,,以便為工具的便攜式電池充電和運(yùn)行小型設(shè)備。

飛兆擁有特定于此市場的高電壓MOSFET和整流器,。SuperFET 2高電壓MOSFET包括EasyDrive系列,,該系列包含一個用以減少柵極振鈴的串聯(lián)柵極電阻,并且在幾十千赫范圍(對于純正弦波逆變器很常見)內(nèi)工作的系統(tǒng)具有較低的EMI,。

具有AECQ100評級的HVIC半橋柵極驅(qū)動器可用于驅(qū)動次級高電壓輸出級,。

飛兆應(yīng)用網(wǎng)頁

飛兆已推出一系列新的汽車應(yīng)用網(wǎng)頁,幫助設(shè)計人員了解我們面向最新汽車電氣架構(gòu)的產(chǎn)品,。從功率轉(zhuǎn)換到電機(jī)驅(qū)動,,這些網(wǎng)頁可幫助設(shè)計人員了解飛兆解決方案的功能。

特色產(chǎn)品包括:
- 用于最高70A的電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用的IGBT
- 12V到600V的汽車智能功率模塊
- 高電壓SuperFET MOSFET和SuperFET 2 MOSFET
- 高電壓整流器 – 4A至30A的單通道和雙通道,,用于DPak,、D2Pak和TO247中
- 高電壓柵極驅(qū)動器 – 300mA至4.5Amps的高邊和半橋HVIC
- 用于牽引驅(qū)動和逆變器的定制芯片
- EcoSPARK器件、EcoSPARK 2器件和智能點火IGBT

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