基于HybridPACK 2 IGBT模塊的HybridKIT三相逆變器系統(tǒng)解決方案

　　英飛凌的IGBT功率模塊HybridPACK2(圖3)及基于模塊的HybridKIT ，能滿足汽車特殊工況應(yīng)用需求，包括熱循環(huán)穩(wěn)定性、功率循環(huán)穩(wěn)定性等。在開發(fā)HybridPACK模塊系列過程中，我們針對(duì)以下兩個(gè)方面進(jìn)行了重大改進(jìn)：芯片表面接合線(bonding wire綁定線)的連接和基板與基片之間的焊點(diǎn)(IGBT 銅底板和)。因此，大多數(shù)水冷系統(tǒng)可以滿足Hybridpack散熱需求。HybridPACK2的設(shè)計(jì)以滿足80kW驅(qū)動(dòng)要求為目標(biāo)。HybridPACK2中帶有逆變器所需的全部功率半導(dǎo)體器件以及三個(gè)用于溫度測(cè)量的NTC(負(fù)溫度系數(shù))電阻。該模塊的設(shè)計(jì)最大工作結(jié)溫為150°C，包含由第三代溝槽場(chǎng)終止IGBT(絕緣柵雙極晶體管)和與之匹配的續(xù)流二極管構(gòu)成的六單元結(jié)構(gòu)。HybridPACK2的最大額定電流和電壓分別為800A和650V，導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗在同類產(chǎn)品中最低。

　　HybridKIT的第二個(gè)模塊包括直流母線支撐電容B25655J4507K(Epcos制造)，該電容器在電氣和機(jī)械方面均經(jīng)過匹配，可以實(shí)現(xiàn)緊湊設(shè)計(jì)和低雜散電感。經(jīng)過調(diào)整和測(cè)試，確保該電容完全滿足HybridPACK2的要求。

　　對(duì)于需要較高功率或較高工作溫度的應(yīng)用，我們提供水冷部件?？梢灾苯訉⒃撍洳考寐葆敼潭ǖ絀GBT模塊上，中間添加一個(gè)一體化橡膠墊，起到適當(dāng)?shù)拿芊庾饔谩Ｋ性O(shè)計(jì)參數(shù)均經(jīng)過優(yōu)化，以確保緊湊的外形、最佳的冷卻效果和更長(zhǎng)的使用壽命。

　　模塊采用了兩個(gè)彼此獨(dú)立的PCB，以便按照最先進(jìn)的設(shè)計(jì)規(guī)則、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行線路板設(shè)計(jì)，這兩個(gè)PCB包括： IGBT驅(qū)動(dòng)電路板和MCU控制電路板。六通道IGBT驅(qū)動(dòng)板在電氣和機(jī)械方面均經(jīng)過優(yōu)化，以滿足HybridPACK2的要求。該驅(qū)動(dòng)板具有如下主要功能：為IGBT驅(qū)動(dòng)供電的隔離DC-DC電源，以確保六個(gè)不同的IGBT驅(qū)動(dòng)器(1ED020I12-FA，英飛凌基于空芯無磁性變壓器技術(shù)的驅(qū)動(dòng)器)之間的電氣隔離;帶電氣隔離的直流母線電壓檢測(cè)(作為保護(hù)/監(jiān)測(cè)功能的輸入);通過NTC元件進(jìn)行的溫度測(cè)量;用于短路保護(hù)的有源鉗位二極管;每個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)器單獨(dú)配備獨(dú)立的推挽輸出功率放大電路，以提高電流驅(qū)動(dòng)能力。

　　邏輯電路板包括控制驅(qū)動(dòng)板所需的所有元器件。此外，它還提供構(gòu)成完整的逆變器系統(tǒng)所必需的所有其他元件之間的接口，包括：馬達(dá)接口(編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器)、電流傳感器接口、通訊(CAN和RS232)以及附加的模擬和數(shù)字輸入/輸出接口。利用英飛凌板載微控制器(TC1767)，可以通過軟件輕松地實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)和監(jiān)測(cè)功能、驅(qū)動(dòng)器控制以及對(duì)HybridPACK2性能的評(píng)估。這些功能的示例軟件正在開發(fā)之中。

　　用于HybridPACK2的HybridKIT既是一種參考設(shè)計(jì)，也是一種開發(fā)三相逆變器系統(tǒng)的絕佳工具。它不僅支持硬件測(cè)試和測(cè)量(即短路、溫度等)，而且支持軟件開發(fā)。它包含了構(gòu)成一個(gè)完整系統(tǒng)所必需的全部組件，并且提供與其他外接組件連接的接口(馬達(dá)接口、電流測(cè)量和通訊接口)。隨機(jī)提供的還有全套文檔，包括部件清單、電路設(shè)計(jì)和布局?jǐn)?shù)據(jù)等，使客戶可以盡快開始(H)EV系統(tǒng)的開發(fā)。