設(shè)計(jì)用于電動(dòng)汽車(chē)的功率半導(dǎo)體模塊
作者：
時(shí)間：2016-12-16
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
收藏
加入技術(shù)交流群
掃碼加入
和技術(shù)大咖面對(duì)面交流
海量資料庫(kù)查詢(xún)
圖5：采用CooliRDIE的緊湊型半橋構(gòu)建
事實(shí)上，封裝兩端上的電子連接甚至還可以允許封裝用作總線(xiàn)，可以使用一些能夠快速升級(jí)的創(chuàng)新型的逆變器布局，如圖6所示。
圖6：采用CooliRDIE的可升級(jí)逆變器設(shè)計(jì)
將可焊接前端金屬增加到硅片上，意味著芯片可以在兩面進(jìn)行焊接，因此去除了對(duì)于焊線(xiàn)的需求。這同樣還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，釋放出了傳統(tǒng)用于焊線(xiàn)的芯片頂部空間——而現(xiàn)在這種空間可用于冷卻。通過(guò)從兩面對(duì)部件進(jìn)行制冷的性能，可以將電流處理性能提升50%——或者確實(shí)降低相似工作點(diǎn)上的芯片尺寸，并進(jìn)而降低成本。如果無(wú)需雙面制冷，那么僅僅的增加一個(gè)頂端的散熱量就可以證明其在提高組裝的散熱性能方面非常有效，進(jìn)而可以幫助提升短時(shí)間峰值電流能力。
省去焊線(xiàn)不僅可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)并提高冷卻，同時(shí)還可以增強(qiáng)電子性能。采用CooliRDIE封裝的600A半橋模塊已經(jīng)構(gòu)建起來(lái)，展示了低于12nH的回路電感，允許器件可以更快地開(kāi)關(guān)，限制了電壓擊穿并提高了效率。最終，像這種無(wú)焊線(xiàn)封裝概念具有極低的封裝電阻——大概比傳統(tǒng)的焊線(xiàn)組裝低出0.5mΩ。在一個(gè)大的電源系統(tǒng)上，如(H)EV的主逆變器上，半毫歐看起來(lái)像一個(gè)無(wú)關(guān)僅要的小數(shù)據(jù)，但事實(shí)上卻并非如此。由于所涉及的電流非常高，因此，在400A的電流下，節(jié)省0.5mΩ的電阻可以減少80W無(wú)用功耗。在電阻中的這種節(jié)省是提高效率的一個(gè)積極步驟，并最終提升了汽車(chē)運(yùn)行里程。
起初看似過(guò)于復(fù)雜，甚至可能沒(méi)有必要談及集成的功率電子和機(jī)械組裝。但是達(dá)到機(jī)電一體化的更高水平不僅在于更小型、更輕便和更高效率汽車(chē)方面，對(duì)于終端客戶(hù)有益，同時(shí)還在系統(tǒng)級(jí)上開(kāi)啟了令人關(guān)注的潛在可能，可以提高電子性能，并且實(shí)現(xiàn)與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品差異化。通過(guò)提供針對(duì)汽車(chē)應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化的芯片，在提供了傳統(tǒng)模塊中所有電子和散熱性能的封裝中，靈活的分立式引腳布局允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)者使其創(chuàng)建的系統(tǒng)可以真正的富于想象力和首創(chuàng)理念，從而使得更多的電動(dòng)汽車(chē)成功實(shí)現(xiàn)。
評(píng)論