英飛凌推出新型IGBT功率模塊
|科技縱覽
全新HybridPACK Drive IGBT功率模塊有助于實現面向功率范圍為50~100千瓦的電動汽車應用的、極其小巧而又經濟的主逆變器設計
未來幾年，在政策法規的推動下，電動汽車市場預計將呈加速增長趨勢。歐盟設立了到2020年將二氧化碳排放量降至95克/公里的艱巨目標，而改進常規動力總成系統并不足以實現該目標，一個前景光明的解決方案是動力總成系統電氣化。
在電動汽車市場上，電氣動力總成進步的兩個主要驅動力是：嚴格的空間要求和成本目標。發動機艙內的空間十分有限，逆變器/發電機、電機、直流-直流轉換器、充電器、高壓輔助系統等裝置都布置在內。因此，每個子系統都必須采用超緊湊型解決方案。然而，動力總成系統電氣化的成本不菲，最終用戶不大愿意為了提高純電動汽車或混合電動汽車的效率而支付高昂費用。這樣一來，壓力便落在降低系統成本上。
要實現這些雄心勃勃的目標，先決條件是開發新一代逆變器；此外，靈活的系統解決方案和高效生產也必不可缺。英飛凌推出的HybridPACK Drive是一種新型IGBT功率模塊，它具備很高的功率密度，有助于實現極其小巧而又經濟的主逆變器設計。
適用于各式各樣電動汽車應用的功率模塊
英飛凌開發IGBT功率模塊的歷史悠久，經驗豐富。由于堅持不懈地改進技術，加上潛心研究新材料組合和封裝技術，英飛凌產品具備先進的散熱性能和電氣性能，以及很高的可靠性和機械強度。基于領先半導體解決方案，如IGBT、二極管、MOSFET或驅動IC等，英飛凌提供了一系列面向混合電動汽車和純電動汽車的產品，從功率僅為幾千瓦的輔助系統到功率在140千瓦以上的主逆變器，可滿足各類應用的需求。
低功率級（10千瓦以下）EASY汽車模塊，是一款經濟的緊湊式解決方案，具備壓接式連接器，便于快速、可靠地安裝。這種產品主要用在諸如空調壓縮機、油泵、制冷泵、車載充電器、高壓至低壓直流-直流轉換器和加熱器等系統中。HybridPACK 1家族是專門針對功率在60千瓦以下的電動汽車應用而設計的功率模塊。這些模塊規定適用于150攝氏度的結點工作溫度，可支持六單元配置的第三代溝槽柵場截止IGBT和發射極控制二極管芯片。最大工作電流為400安，額定最高電壓為705伏。HybridPACK 2功率模塊是專門針對功率在140千瓦以下的電動汽車應用而設計的產品。這些六單元配置模塊的芯片額定最高電壓和電流為680伏和800安。所有電源連接均采用螺絲接線端實現。信號引腳經專門設計，支持焊接。HybridPACK模塊的全球出貨量已達數十萬，確立了英飛凌在全球電動汽車市場上的優勢地位。
HybridPACK Drive——具備最高功率密度，能帶來更經濟和緊湊的逆變器設計
拜新的芯片技術和封裝設計所賜，HybridPACK Drive具備出類拔萃的功率密度并且外形尺寸比以往模塊縮小了30%
英飛凌最新推出的HybridPACK Drive IGBT模塊，是其成熟的HybridPACK模塊的新一代產品，可滿足全球電動汽車市場的需求。HybridPACK Drive是混合電動汽車和純電動汽車中使用的主逆變器的關鍵元件。這款新模塊的功率范圍為50~100千瓦，適用于電動汽車市場的大多數應用，特別是純電動模式續航里程為50公里的外充電式混合動力汽車。
HybridPACK Drive是一款外形極其小巧的六單元配置模塊（750伏/660安）。這款模塊具備通用電源端子和適用于信號端子的壓接式引腳，可實現經濟高效的生產。得益于低雜散電感和高工作電壓的組合，它可實現最低開關損耗，特別是在逆變器最大額定值條件下，提高了效率；采用針翅銅基板（pinfin）的直接液冷技術，大大提高了功率密度。
新的芯片和封裝技術
主逆變器設計框圖：設計和生產面向混合電動汽車和純電動汽車的主逆變器的客戶，將是節省空間的HybridPACK Drive模塊的受益者，它有助于實現快速且經濟高效的量產
基于創新封裝技術，HybridPACK Drive有助于逆變器制造商生產出外形極其小巧并且富于競爭力的產品。對于特定功率，這款新的IGBT功率模塊比上一代產品（HybridPACK 2）的體積縮小了30%左右。此外，支持快速且節約成本的逆變器裝配工藝（Press FIT），可實現高效量產。
新一代功率模塊采用了專門針對新一代芯片技術而優化的全新封裝。電感僅為10納亨利的超低雜散電感，提高了每次開關的速度，從而提高效率降低損耗。創新信號引腳裝配允許實現靈活的引腳配置，為將來集成額外特性奠定了基礎。新功率模塊外形小巧，并且實現了直接冷卻HybridPACK Drive模塊，擁有與HybridPACK 2 - 600A相同的性能。新一代芯片技術與低電感封裝設計的組合，意味著大大降低了開關損耗，從而進一步提高了逆變器的能效。這樣的改進，使得可插電式混合動力汽車或純電動汽車實現更長續航里程。
得益于新的封裝技術，HybridPACK Drive芯片可短暫（10秒）支持最高175攝氏度的結溫，譬如在尖峰功率條件下。與此同時，在100K的功率下更加出色的6萬次循環能力，確保了所產生的更大幅度溫度變化不會影響模塊的使用壽命。
HybridPACK Drive在功率端子上采用了全新的貼裝技術。這些模塊使用的不是螺絲接線端，而是通用插片，適用于快速焊接工藝。如果客戶想要使用螺絲接線端，則可相應地制備柔性插片。另一項重大改進是引入PressFIT技術，這確保了在短短幾秒鐘內完成高度可靠的電路板裝配。相比于選擇性焊接工藝，這項工藝的速度加快了至少10到20倍。
由于不能超過最高允許溫度（175攝氏度），必須冷卻模塊因功率損耗產生的發熱。為此，所實現的散熱系統的熱導率是實現優良性能的基礎。HybridPACK Drive與其他功率模塊的不同之處在于基板上的針翅陣列，就散熱性能而言，這使得其液冷系統非常高效。這種針翅結構適用于標準冷卻液，如水/乙二醇混合液。
新的汽車用功率模塊HybridPACK Drive是專門針對功率范圍為50～100千瓦的新一代電動汽車逆變器核心市場而優化的產品。其出類拔萃的功率密度和創新封裝技術，可實現既節約成本又節省空間的裝配，得益于此，利用新的功率模塊，可以實現經濟的緊湊型高性能逆變器。專為新一代芯片技術而優化的全新低電感封裝技術，能夠降低逆變器的開關損耗，并提高其能效。這有助于延長插電式混合動力汽車和純電動汽車的續航里程。
- 上一篇：多因素驅動下鋁電解電容器行業將加速發展 2015/4/30
- 下一篇：特高壓跨區域輸電支撐結構轉型 2015/4/30
