汽車應(yīng)用角：混動(dòng)/電動(dòng)汽車高壓輔助驅(qū)動(dòng)

在混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車中，有很多輔助三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用機(jī)會(huì)。這些系統(tǒng)的額定功率范圍為5至8kW，用于空調(diào)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)增壓器和電動(dòng)渦輪增壓器等系統(tǒng)。這些系統(tǒng)通常采用分立器件設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，但集成電源模塊的設(shè)計(jì)正迅速流行起來。

安森美半導(dǎo)體的汽車三相智能功率模塊(ASPM)是構(gòu)建緊湊和高效的三相輔助電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的完美選擇(圖1)。

這些模塊集成6個(gè)IGBT功率橋和軟恢復(fù)反向并聯(lián)二極管，優(yōu)化電機(jī)控制應(yīng)用(圖2)。三個(gè)高邊門極驅(qū)動(dòng)器，一個(gè)低邊門極驅(qū)動(dòng)器，以一個(gè)絕緣陶瓷基板為底板。ASPM模塊采用直接覆銅(DBC)基板工藝。這種結(jié)構(gòu)在兩個(gè)薄銅層之間夾了一張?zhí)沾善ｍ敳裤~形成圖案以實(shí)現(xiàn)電路互連，而底部銅用來傳導(dǎo)熱量到散熱器。不同類型的陶瓷基板材料可供實(shí)現(xiàn)不同的熱性能水平。氧化鋁(Al2O3)和氮化鋁(AIN)基板都可提供。電路元器件被焊接到頂部DBC層，整個(gè)封裝經(jīng)過環(huán)氧樹脂封裝。最終的產(chǎn)品采用一個(gè)強(qiáng)固的、密封的、熱效率高的封裝。這些模塊都經(jīng)過AQG 324和AEC-Q10x汽車認(rèn)證。

ASPM模塊用于650 V(ASPM 27)和1200 V(ASPM 32)電壓和多個(gè)電流水平。目前可提供的產(chǎn)品如表1所示。這每一個(gè)模塊都可作為一個(gè)高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的心臟。通過添加電流檢測(cè)電阻和高質(zhì)量電流檢測(cè)放大器(CSA)，例如NCV21x系列，就可獲得恰當(dāng)?shù)倪^流保護(hù)。CSA可以為系統(tǒng)提供所需的信息以實(shí)施無傳感器電機(jī)速度控制算法。添加一個(gè)微控制器，以提供所需的控制，產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)六個(gè)模塊輸入的開關(guān)信號(hào)。

模塊設(shè)計(jì)與分立設(shè)計(jì)的價(jià)值主張因應(yīng)用而異，但ASPM設(shè)計(jì)方案對(duì)性能的改進(jìn)是不可否認(rèn)的。它提供卓越的熱性能，這往往是使用一塊PCB把熱量從分立器件傳輸?shù)缴崞鞑荒芷蠹暗摹Ｋ€大大提升主要由于鄰近的高電流器件產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)性能，這在大多數(shù)分立設(shè)計(jì)中無法實(shí)現(xiàn)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用ASPM模塊可實(shí)現(xiàn)緊湊和高效的設(shè)計(jì)。