在混合動力汽車和電動汽車中,有很多輔助三相電機驅動的應用機會。這些系統的額定功率范圍為5至8kW,用于空調驅動、電動增壓器和電動渦輪增壓器等系統。這些系統通常采用分立器件設計來實現,但集成電源模塊的設計正迅速流行起來。
安森美半導體的汽車三相智能功率模塊(ASPM)是構建緊湊和高效的三相輔助電機驅動系統的完美選擇(圖1)。
這些模塊集成6個IGBT功率橋和軟恢復反向并聯二極管,優化電機控制應用(圖2)。三個高邊門極驅動器,一個低邊門極驅動器,以一個絕緣陶瓷基板為底板。ASPM模塊采用直接覆銅(DBC)基板工藝。這種結構在兩個薄銅層之間夾了一張陶瓷片。頂部銅形成圖案以實現電路互連,而底部銅用來傳導熱量到散熱器。不同類型的陶瓷基板材料可供實現不同的熱性能水平。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,整個封裝經過環氧樹脂封裝。最終的產品采用一個強固的、密封的、熱效率高的封裝。這些模塊都經過AQG 324和AEC-Q10x汽車認證。
ASPM模塊用于650V(ASPM 27)和1200 V(ASPM 32)電壓和多個電流水平。目前可提供的產品如表1所示。這每一個模塊都可作為一個高壓電機驅動系統的心臟。通過添加電流檢測電阻和高質量電流檢測放大器(CSA),例如NCV21x系列,就可獲得恰當的過流保護。CSA可以為系統提供所需的信息以實施無傳感器電機速度控制算法。添加一個微控制器,以提供所需的控制,產生用于驅動六個模塊輸入的開關信號。
模塊設計與分立設計的價值主張因應用而異,但ASPM設計方案對性能的改進是不可否認的。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到散熱器不能企及的。它還大大提升主要由于鄰近的高電流器件產生的電磁干擾(EMI)性能,這在大多數分立設計中無法實現。電機驅動系統使用ASPM模塊可實現緊湊和高效的設計。
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原文標題:汽車應用角:混動/電動汽車高壓輔助驅動
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