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青铜剑高集成度、高性价比新型车用门极驱动

文章来源:365bet亚洲版登录-365体育备用网址电子 阅读次数:发布时间:2018-01-26


  电机控制器作为电动汽车的核心部件之一,是衡量电动汽车技术研发能力的重要指标,关系到未来中国新能源汽车技术的发展。电动汽车电机控制器集成了主控模块、IGBT模块、IGBT门极驱动器以及冷却系统。其中IGBT门极驱动器作为弱电控制强电的核心器件,对IGBT模块的控制及保护具有十分重要的意义。

 

  二、车用IGBT门极驱动的需求

 

  车用领域应用环境对整车和器件性能要求非常高,其中整车寿命需达到15年,其控制器及部件寿命要求大于8000小时,同时需确保在高温、振动、灰尘等各种环境下都能正常工作,这就对汽车级应用的产品提出了非常高的要求,集中表现在:

 

  高性能:选用器件必须具有高可靠性,高安全性,以及有宽范围的环境适应性(温度、湿度、振动等等);

 

  长寿命:要求产品具有极低的不良率(PPM级别)和长达15年的寿命;

 

  高性价比:在大批量交付的时候不仅需要保证产品稳定,更需要有成本优势。

 

  综上所述,一款好的IGBT门极驱动器必须具有高性能、高可靠性、低成本,以及小型化和使用便捷等特点。采用ASIC芯片技术可以满足以上要求:一方面集成化的产品可以减少元件数量,显著减小产品尺寸,在大批量情况下可以降低成本;另一方面针对特性的需求可提供完整的高性能解决办法,同时取得更好的EMC性能。目前市场上车用IGBT门极驱动器基本都是采用集成化的方案,分为光耦隔离和数字式隔离两种方式。

 

  三、满足车用要求的门极驱动技术

 

  2013年青铜剑科技推出了国内首款IGBT驱动专用的芯片组,目前采用此款芯片组的方案已经广泛应用于光伏、风电、智能电网、节能环保、轨道交通、电动汽车等领域。2017年青铜剑科技推广基于FluxLink™信号隔离技术的门极驱动器产品。该产品是目前市面上综合性能最优异的驱动芯片之一,具有以下优点:

 

  1、 FluxLink™ 隔离技术拥有最小0.46mm隔离间距,此距离保证了优秀的隔离强度。9.5mm爬电距离和CTI 600 确保能稳定工作在950 V的直流母线电压下,承诺加强绝缘;

 

  2、 提供单极性电源可产生正负摆幅门极驱动,芯片内置+15 V稳压功能,副边不需要额外的稳压电路进行稳压以达到负电压关断;

 

  3、最大具有8A驱动峰值电流输出,为目前市场上门极电流最大的驱动芯片,在驱动车用IGBT模块时不需要额外的推挽电路;

 

  4、电阻串短路检测,精确检测且不易受干扰;

 

  5、独立开通关断输出管脚(GH and GLpin) ,无需外加二极管即可分别设置Rgon和Rgoff阻值;

 

  6、可靠的高级软关断技术ASSD,此技术无需验证即可使用,而且不需要额外的软关断电阻。例如:一旦该功能在100 A 模块正常工作即说明在300 A 模块上也能工作(相同封装);

 

  7、原副边电源欠压保护功能(UVLO),提供更全面的保护;

 

  8、芯片工作环境温度范围-40°C 至125°C,轻松达到汽车级应用温度要求。

 

  

  图一:典型的单通道驱动应用电路

 

  四、高集成、高性价比车用门极驱动方案举例

 

  6AP0215T08-HPD是青铜剑科技基于FluxLink™技术驱动芯片,针对HybridPACK™ Drive模块设计的一款紧凑型六通道即插即用驱动器。此驱动每通道最高可输出2W功率,除上文描述的优异保护和驱动功能外,还集成了温度采样以及母线电压采样功能(1%精度)。核心器件温升在20K以内,无源器件(电阻,电容电感)温升30K以内。

  图二:6AP0215T08-HPD产品图片

 

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  五、总 结

 

  通过采用高集成度、高性能的驱动芯片,驱动器不仅在即插即用板子上可靠地实现对IGBT模块的驱动和保护,同时也具备了一系列的采样功能。在满足性能的同时显著减少外围器件数量,降低驱动板自身功耗,确保驱动板上的器件温升满足要求,同时可进一步提升产品的可靠性,延长产品寿命。

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