分析混合動力電動車設計中大功率器件的應用
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
1. 高效的高壓IGBT：在電壓范圍為600V至1200V條件下，要想高效地開關幾百安培的大電流，需要采用這種類型的功率開關。相對于MOSFET而言，世界一流的溝槽型IGBT在這些高壓條件下能效更高。這些器件在極高的電流密度條件下，具備極低的導通電阻。如果采用標準引線鍵合封裝，其性能將會極大地受到這種傳統(tǒng)裝配技術的限制。因此IR公司采用專利的可焊正面金屬工藝，使IGBT能夠被焊接在兩側，從而徹底避免在換流器或轉換器模塊中使用引線鍵合。該解決方案可解決上文所述的兩個以上的問題：由于避免了“鍵合引線脫落”這種典型的故障模式，無引線鍵合裝配的可靠性和穩(wěn)健性大幅提高。潛在的故障機制是焊劑磨損殆盡，但這需要很長的時間和很高的應力。采用這種技術的模塊廠商可使用更小的器件——相對于一流的引線鍵合裝配解決方案，可在更高溫度條件下運行，并能夠承受更寬的溫度變化。圖2顯示的是高級無引線鍵合裝配的應力測試典型結果。
圖2：采用基于專利陶瓷的定制封裝的引線鍵合IGBT，與無引線鍵合雙面焊接IGBT的功率循環(huán)的比較。左圖和右圖顯示不同的溫度應力剖面，每個豎條代表一種被測器件。
除提高穩(wěn)健性外，采用前面可焊金屬的器件還能改善其他問題，包括寄生電感、產(chǎn)生噪聲的振鈴以及大電流開關帶來的電磁干擾等。通過實現(xiàn)雙面焊接連接，感應率被降至最低或者完全消失。事實證明，IR公司的無引線鍵合器件相對于任何標準的引線鍵合或塑料封裝器件，具備更出色的開關性能。例如，圖3為IR公司的專利DirectFET封裝與引線鍵合塑料封裝器件的快速開關性能比較。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/197421.htm
圖3：IR公司的專有無引線鍵合DirectFET封裝，可降低寄生電感和振鈴，明確具備更出色的電磁干擾性能。
2. 先進的封裝是高效電源管理平臺的另一個重要的因素。如上文所述，IR公司針對汽車行業(yè)推出了十分先進的封裝技術。將結實耐用的前面金屬層置于我們的硅開關（MOSFET、IGBT）上，使我們能夠?qū)o引線鍵合的芯片級功率封裝應用于所有功率開關。直接封裝（Direct-Packages）具備出色的開關性能、基本為零的寄生電感、更強的機械可靠性和魯棒性——原因是避免了引線鍵合，還能實現(xiàn)芯片雙面散熱。如果一面有引線鍵合是無法實現(xiàn)雙面散熱的。這些封裝解決了上文所述的主要問題，使客戶能夠設計出創(chuàng)新的控制裝置和電源模塊。
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