智能IGBTS分布式點火系統(tǒng)
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智能型IGBT
智能型IGBT可以實現單片集成，將功率和控制電路制作在同一個硅片上。功率芯片和控制芯片也可以分別制作，然后再裝進同一個封裝中。目前將附加功能的電路元件集成到IGBT功率開關電路中的嘗試還很有限，因為這種做法并不是行業(yè)的發(fā)展趨勢。因為功率元件技術（IGBT）和邏輯電路技術（BCD）是很不相容的，這兩種技術的集成將導致半導體制作工藝變得復雜而且往往更加昂貴。
英飛凌選擇了另一種辦法－－使用兩種獨立的技術。這樣做更適合功率開關（IGBT技術）和控制/診斷電路（BCD技術）的最優(yōu)化、更適合系統(tǒng)以高性價比實現其他必要的功能。依據不同的應用要求，標準的IGBT加上片外的控制/診斷部分，或者智能型IGBT加上集成的控制/診斷電路都可以成為理想的設計方案。帶保護的達林頓晶體管（智能型雙極晶體管）曾經被應用在一些早期的點火系統(tǒng)中，但這種技術并不能滿足先進點火系統(tǒng)對電流和其他方面的要求。
芯片疊加技術在汽車領域已經使用了15年以上。通過利用芯片的第三維方向，智能型IGBT可將需要的所有功能電路裝在一個TO-220（或TO-263）封裝中。
在現代點火系統(tǒng)中，功率輸出級在實現開關功能的同時還實現一些保護和診斷功能，以滿足用戶和政府的要求。這些功能使得系統(tǒng)能符合排放標準，實現燃料節(jié)約，達到更高的舒適度和可靠性。保護和診斷的內容包括以下的方面：限流、關斷定時器、電流反饋、電壓反饋、無火花關斷、過熱保護、雙向電流接口、離子流信號調節(jié)。
這些功能可以部分或全部實現以滿足最終端用戶的需要和政-- 2007-12-5 23:55:12--> 府的要求。在上述智能型IGBT中，有源齊納擊穿箝位、靜電保護和功率開關等基本功能都在底層標準點火IGBT芯片上實現。更為復雜的功能電路則集成在頂層芯片（用BCD工藝制作）中。作為例子，圖2表示了部分可用到的功能。
圖2，智能型IGBT模塊原理圖
系統(tǒng)比較
有一些方法可在筆狀線圈中實現“智能”。下面研究了三種不同的智能型點火模塊設計的例子。
● 在陶瓷襯底上的電子器件（混合型）
標準的IGBT和實現智能特征所需的所有的附加器件以芯片（未封裝的芯片）的形式被安裝在陶瓷襯底上并連線。完整的系統(tǒng)可以放入合適的封裝，或者直接放入線圈體。
● 在PCB上安裝電子器件
傳統(tǒng)的方法是將經過封裝的標準的IGBT和保護器件安放在高溫的PCB板上，這樣它們就可以按照上面所描述的進行封裝了。
● 智能型IGBT
使用片上芯片技術在單個的TO220或TO263封裝里安裝功率開關和邏輯芯片（為了所有的保護、驅動和診斷功能）。
使用采用片上芯片技術的智能型IGBT只使用了少數的無源器件減少了需要的附加電子器件的數目。相反，標準IGBT則使用外部的驅動和保護電路。器件的減少增加了系統(tǒng)的可靠性，而且減
點火IGBT具有出色的高壓特性、強度和高電流處理能力，可以非常好的適合于汽車點火應用。盡管IGBT和診斷電路的結合可以使點火系統(tǒng)更加智能化，但是只有在一個單獨的IC封裝里實現開關和診斷/保護功能才能使它成為一個智能型IGBT。
隨著片上芯片技術的智能型IGBT的實現，使標準SMD封裝(TO263)變?yōu)榭赡?。智能型IGBT的內置保護功能增加了系統(tǒng)的可靠性，而且它的附加診斷功能滿足了用戶和政府的需求。
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