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，我們針對以下兩個方面進行了重大改進：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(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的設計以滿足80kW驅動要求為目標。HybridPACK2中帶有逆變器所需的全部功率半導體器件以及三個用于溫度測量的NTC(負溫度系數(shù))電阻。該模塊的設計最大工作結溫為150°C，包含由第三代溝槽場終止IGBT(絕緣柵雙極晶體管)和與之匹配的續(xù)流二極管構成的六單元結構。HybridPACK2的最大額定電流和電壓分別為800A和650V，導通損耗和開關損耗在同類產(chǎn)品中最低。

　　HybridKIT的第二個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械方面均經(jīng)過匹配，可以實現(xiàn)緊湊設計和低雜散電感。經(jīng)過調(diào)整和測試，確保該電容完全滿足HybridPACK2的要求。

　　對于需要較高功率或較高工作溫度的應用，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，中間添加一個一體化橡膠墊，起到適當?shù)拿芊庾饔谩Ｋ性O計參數(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的使用壽命。

　　模塊采用了兩個彼此獨立的PCB，以便按照最先進的設計規(guī)則、規(guī)范和標準進行線路板設計，這兩個PCB包括： IGBT驅動電路板和MCU控制電路板。六通道IGBT驅動板在電氣和機械方面均經(jīng)過優(yōu)化，以滿足HybridPACK2的要求。該驅動板具有如下主要功能：為IGBT驅動供電的隔離DC-DC電源，以確保六個不同的IGBT驅動器(1ED020I12-FA，英飛凌基于空芯無磁性變壓器技術的驅動器)之間的電氣隔離;帶電氣隔離的直流母線電壓檢測(作為保護/監(jiān)測功能的輸入);通過NTC元件進行的溫度測量;用于短路保護的有源鉗位二極管;每個IGBT驅動器單獨配備獨立的推挽輸出功率放大電路，以提高電流驅動能力。

　　邏輯電路板包括控制驅動板所需的所有元器件。此外，它還提供構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：馬達接口(編碼器和旋轉變壓器)、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現(xiàn)各種保護和監(jiān)測功能、驅動器控制以及對HybridPACK2性能的評估。這些功能的示例軟件正在開發(fā)之中。

　　用于HybridPACK2的HybridKIT既是一種參考設計，也是一種開發(fā)三相逆變器系統(tǒng)的絕佳工具。它不僅支持硬件測試和測量(即短路、溫度等)，而且支持軟件開發(fā)。它包含了構成一個完整系統(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(馬達接口、電流測量和通訊接口)。隨機提供的還有全套文檔，包括部件清單、電路設計和布局數(shù)據(jù)等，使客戶可以盡快開始(H)EV系統(tǒng)的開發(fā)。