飞兆高电压产品对汽车行业至关重要

尽管EV/HEV税收抵免存在争议,电池技术和基础设施在过去几十年一直很稳定,汽车的高电压技术仍然是高级应用程序的关键推动因素。尤其是电动车辆仍面临基础设施方面的障碍。  HEV和EV平台均面临电池成本与可靠性的挑战。尽管混合动力和电动车辆面临ICE效率改进(即  直喷)方面的竞争,高电压在各平台间仍有许多应用机会。不管哪些车辆技术会被消费者广泛接受,哪些技术会成为利基市场,高电压半导体元器件的使用都将在世界市场继续增长。

ICE点火

车辆中高电压半导体器件的最老且通常被忽略的应用是点火。使用线圈或永磁发电机及开关中断电流的基本原理尚未改变。自几十年前无分电器点火系统出现后,IGBT开关的使用快速增加。随着线圈组件被弃用,点火线被单个线圈取代,这个市场再次拓宽。有了单个线圈后,无论是否集成电子器件,开关的数量和汽缸一样多。

技术创新还在继续,特别是用于直喷发动机的点火产品。智能点火产品包括各种功能,如自动峰值电流检测、最大驻留保护、多火花控制和软关断。飞兆在此市场具有领先地位,提供一系列完整的标准和定制产品。核心IGBT EcoSPARK®技术为最佳设计提供一流的压降和电流密度。飞兆点火IGBT解决方案提供封装器件,带或不带智能控件及无源组件,采用裸片形式。

功率转换和辅助电源

升压转换器 - HEV和EV电路结构具有多个DC到DC转换需求。在大多数动力系统结构中,主要升压转换器将各种不同的电池组电压提高到用于为牵引驱动供电的稳定高压。   根据电池充电状态和堆栈拓扑,输入电压通常介于180V至350V之间。输出电压为450V及以上。这就需要高电流器件,因为电源输出可能为100kW+。这些设计使用封装器件或组装到热架上的大型裸片。液体冷却很普遍。

12V降压式转换器 - 电池电压也必须下降以驱动传统器件,在HEV中可用于引擎启动。  转换器可直接从电池供电,或从更稳定的牵引驱动电源供电。功率通常介于1.5kW至3kW之间,代替传统交流发电机的输出。降压式转换器通常使用HV功率MOSFET或高电流IGBT。具有相同封装二极管的IGBT可提供双向转换器的额外优势。

飞兆为这些应用提供一系列符合AECQ101标准的50至70A范围的高电流封装IGBT。

牵引驱动

牵引驱动需要兼容特殊热安装的大型高压硅。由于每个设计都高度专有,因此极少标准化。  硅供应商必须创造独特的器件以符合每个应用特定的设计。通常情况下,使用600V超大裸片IGBT,未来系统可能使用1200V。飞兆以Trench IGBT技术参与该市场。

配件驱动

去除引擎上的皮带动力配件可带来优势,甚至成为必要,这推动了所有型号的AC或无刷DC电机驱动器的需求。电动助力转向就是一个最好的例子,它为传统ICE和HEV平台带来更低的燃油消耗。尽管如今的系统大多数为低电压,在12V下操作,未来的解决方案将同时包括中等电压(48V)和高电压。

引擎工作的基本功能(如燃油泵、传输泵、油泵、冷却风扇和冷却剂泵)也受益于电动操作。同样,如今的低电压解决方案在未来将有使用较高电压操作的对等解决方案。尤其是EV,业内已经有高电压器件加热和循环设备。

飞兆在中等电压和高电压MOSFET和IGBT工具套件中有分立式产品,可为当今设计人员助一臂之力。此外,为3相电机驱动器提供完整系统解决方案的模块化解决方案可从高达600V的汽车APM(智能汽车电源模块)系列中获取。

充电系统

EV和插电式混合动力车的充电系统可位于车外或车内。车外高充电速率系统可能需要功率因数校正。为追求紧凑性,PFC和DC至DC转换通常在超越IGBT技术能力的频率下完成。因此需要可最大限度地降低损失和控制EMI的高电压、高性能MOSFET。飞兆SuperFET®器件和SuperFET 2器件符合AECQ101评级,针对不同大小的充电系统采用各种封装以符合客户需求。

此外,高电流、高电压栅极驱动器符合AECQ100评级以驱动飞兆高电压MOSFET。

AC功率逆变器

车辆对消费型便携式器件电源的需求快速增长。OEM安装的150至250W功率逆变器越来越普遍。用于卡车的较大型逆变器提供400W+范围,以便为工具的便携式电池充电和运行小型设备。

飞兆拥有特定于此市场的高电压MOSFET和整流器。SuperFET 2高电压MOSFET包括EasyDrive系列,该系列包含一个用以减少栅极振铃的串联栅极电阻,并且在几十千赫范围(对于纯正弦波逆变器很常见)内工作的系统具有较低的EMI。

具有AECQ100评级的HVIC半桥栅极驱动器可用于驱动次级高电压输出级。

飞兆应用网页

飞兆已推出一系列新的汽车应用网页,帮助设计人员了解我们面向最新汽车电气架构的产品。从功率转换到电机驱动,这些网页可帮助设计人员了解飞兆解决方案的功能。

特色产品包括:

  • 用于最高70A的电机驱动应用的IGBT

  • 12V到600V的汽车智能功率模块

  • 高电压SuperFET MOSFET和SuperFET 2 MOSFET

  • 高电压整流器 – 4A至30A的单通道和双通道,用于DPak、D2Pak和TO247中

  • 高电压栅极驱动器 – 300mA至4.5Amps的高边和半桥HVIC

  • 用于牵引驱动和逆变器的定制芯片

  • EcoSPARK器件、EcoSPARK 2器件和智能点火IGBT

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