基于智能IGBTS的分布式點(diǎn)火系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
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智能型IGBT
智能型IGBT可以實(shí)現(xiàn)單片集成，將功率和控制電路制作在同一個(gè)硅片上。功率芯片和控制芯片也可以分別制作，然后再裝進(jìn)同一個(gè)封裝中。目前將附加功能的電路元件集成到IGBT功率開關(guān)電路中的嘗試還很有限，因?yàn)檫@種做法并不是行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。因?yàn)楣β试夹g(shù)（IGBT）和邏輯電路技術(shù)（BCD）是很不相容的，這兩種技術(shù)的集成將導(dǎo)致半導(dǎo)體制作工藝變得復(fù)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(dú)立的技術(shù)。這樣做更適合功率開關(guān)（IGBT技術(shù)）和控制/診斷電路（BCD技術(shù)）的最優(yōu)化、更適合系統(tǒng)以高性價(jià)比實(shí)現(xiàn)其他必要的功能。依據(jù)不同的應(yīng)用要求，標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)方案。帶保護(hù)的達(dá)林頓晶體管（智能型雙極晶體管）曾經(jīng)被應(yīng)用在一些早期的點(diǎn)火系統(tǒng)中，但這種技術(shù)并不能滿足先進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng)對(duì)電流和其他方面的要求。
芯片疊加技術(shù)在汽車領(lǐng)域已經(jīng)使用了15年以上。通過(guò)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(gè)TO-220（或TO-263）封裝中。
在現(xiàn)代點(diǎn)火系統(tǒng)中，功率輸出級(jí)在實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)一些保護(hù)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(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)燃料節(jié)約，達(dá)到更高的舒適度和可靠性。保護(hù)和診斷的內(nèi)容包括以下的方面：限流、關(guān)斷定時(shí)器、電流反饋、電壓反饋、無(wú)火花關(guān)斷、過(guò)熱保護(hù)、雙向電流接口、離子流信號(hào)調(diào)節(jié)。
這些功能可以部分或全部實(shí)現(xiàn)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(hù)和功率開關(guān)等基本功能都在底層標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)火IGBT芯片上實(shí)現(xiàn)。更為復(fù)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(shí)現(xiàn)“智能”。下面研究了三種不同的智能型點(diǎn)火模塊設(shè)計(jì)的例子。
● 在陶瓷襯底上的電子器件（混合型）
標(biāo)準(zhǔn)的IGBT和實(shí)現(xiàn)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(jīng)過(guò)封裝的標(biāo)準(zhǔn)的IGBT和保護(hù)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(jìn)行封裝了。
● 智能型IGBT
使用片上芯片技術(shù)在單個(gè)的TO220或TO263封裝里安裝功率開關(guān)和邏輯芯片（為了所有的保護(hù)、驅(qū)動(dòng)和診斷功能）。
使用采用片上芯片技術(shù)的智能型IGBT只使用了少數(shù)的無(wú)源器件減少了需要的附加電子器件的數(shù)目。相反，標(biāo)準(zhǔn)IGBT則使用外部的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路。器件的減少增加了系統(tǒng)的可靠性，而且減
點(diǎn)火IGBT具有出色的高壓特性、強(qiáng)度和高電流處理能力，可以非常好的適合于汽車點(diǎn)火應(yīng)用。盡管IGBT和診斷電路的結(jié)合可以使點(diǎn)火系統(tǒng)更加智能化，但是只有在一個(gè)單獨(dú)的IC封裝里實(shí)現(xiàn)開關(guān)和診斷/保護(hù)功能才能使它成為一個(gè)智能型IGBT。
隨著片上芯片技術(shù)的智能型IGBT的實(shí)現(xiàn)，使標(biāo)準(zhǔn)SMD封裝(TO263)變?yōu)榭赡堋Ｖ悄苄虸GBT的內(nèi)置保護(hù)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。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/189932.htm
評(píng)論