汽车应用角:混动/电动汽车高压辅助驱动

由  Calvin Lim 发布  - 02-11-2019 

混合动力汽车和电动汽车中,有很多辅助三相电机驱动的应用机会。这些系统的额定功率范围为5至8kW,用于空调驱动、电动增压器和电动涡轮增压器等系统。这些系统通常采用分立器件设计来实现,但集成电源模块的设计正迅速流行起来。

安森美半导体的汽车三相智能功率模块(ASPM)是构建紧凑和高效的三相辅助电机驱动系统的完美选择(图1)。

这些模块集成6个IGBT功率桥和软恢复反向并联二极管,优化电机控制应用(图2)。三个高边门极驱动器,一个低边门极驱动器,以一个绝缘陶瓷基板为底板。ASPM模块采用直接覆铜(DBC)基板工艺。这种结构在两个薄铜层之间夹了一张陶瓷片。顶部铜形成图案以实现电路互连,而底部铜用来传导热量到散热器。不同类型的陶瓷基板材料可供实现不同的热性能水平。氧化铝(Al2O3)和氮化铝(AIN)基板都可提供。电路元器件被焊接到顶部DBC层,整个封装经过环氧树脂封装。最终的产品采用一个强固的、密封的、热效率高的封装。这些模块都经过AQG 324和AEC-Q10x汽车认证。

ASPM模块用于650 V(ASPM 27)和1200 V(ASPM 32)电压和多个电流水平。目前可提供的产品如表1所示。这每一个模块都可作为一个高压电机驱动系统的心脏。通过添加电流检测电阻和高质量电流检测放大器(CSA),例如NCV21x系列,就可获得恰当的过流保护。CSA可以为系统提供所需的信息以实施无传感器电机速度控制算法。添加一个微控制器,以提供所需的控制,产生用于驱动六个模块输入的开关信号。

模块设计与分立设计的价值主张因应用而异,但ASPM设计方案对性能的改进是不可否认的。它提供卓越的热性能,这往往是使用一块PCB把热量从分立器件传输到散热器不能企及的。它还大大提升主要由于邻近的高电流器件产生的电磁干扰(EMI)性能,这在大多数分立设计中无法实现。电机驱动系统使用ASPM模块可实现紧凑和高效的设计。

请了解关于安森美半导体的汽车汽车功能电子化方案的更多信息。

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