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汽车级IGBT在混合动力车中的应用:乐鱼平台

发布日期:2021-12-29 01:52

本文摘要:章节 相对于传统工业应用于,混合动力车(HEV)中的IGBT工作环境恶劣,因而对IGBT长年用于的可靠性明确提出了更高的拒绝。针对汽车功率模块市场需求,英飞凌通过强化IGBT的功率循环和温度循环特性,并减少IGBT结构强度,大大提高了IGBT的寿命预期。 混合动力车辆中功率半导体模块的拒绝 工作环境恶劣(高温、振动) IGBT坐落于逆变器中,必须在低环境温度及机械冲击下,按照特定的汽车驱动工况,为混合系统的电机获取能量。

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章节  相对于传统工业应用于,混合动力车(HEV)中的IGBT工作环境恶劣,因而对IGBT长年用于的可靠性明确提出了更高的拒绝。针对汽车功率模块市场需求,英飞凌通过强化IGBT的功率循环和温度循环特性,并减少IGBT结构强度,大大提高了IGBT的寿命预期。      混合动力车辆中功率半导体模块的拒绝  工作环境恶劣(高温、振动)  IGBT坐落于逆变器中,必须在低环境温度及机械冲击下,按照特定的汽车驱动工况,为混合系统的电机获取能量。

  根据有所不同车辆设计,逆变器有可能摆放在汽车尾箱、变速箱内或引擎盖下附近内燃机的方位,因此IGBT模块要遭受不利的温度(-40℃~150℃)和机械条件(振动、冲击)的考验。  IGBT模块一般来说使用发动机冷却液加热,环境温度在无限大情况下平均Ta=105℃,对功率模块的功率密度及风扇设计明确提出了更高的拒绝。  简单的驱动工况  不同于工业应用于中电机拖,混合动力车辆驱动工况更加简单,例如对应城市工况,必须频密转换于加快、滑行、巡弋各个状态,因此通过IGBT的电流、电压并非常量,而是随车辆工况重复循环波动,IGBT模块必须在电流、电压循环冲击下可信运营。

  高可靠性拒绝  IGBT功率模块过热将不会造成车辆马上丧失动力,严重影响整车厂商信誉和用户用于体验。  汽车生产厂家必须IGBT模块在HEV全寿命周期中需要替换,对IGBT的耐久性明确提出了更高拒绝(汽车整车设计寿命15年)。  成本掌控拒绝  大规模生产的汽车不同于列车机车应用于,在性能拒绝很高的条件下,无法通过减少成本的方法交换条件可靠性,必须在成本和性能上超过均衡,对产品的设计明确提出了更高的拒绝。

因此,针对汽车应用于中各种容许条件,必须专用IGBT才能符合严苛的应用于市场需求。  IGBT结构  图3表明了带上基板的功率模块的结构。两侧都带上厚铜层的陶瓷衬底被焊在基板上。

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IGBT芯片被焊在设计好的铜层上。芯片的表面通过初始化线(bondingwire)压焊到铜层上。

大多数标准模块使用这种制作方法。目前70%到80%的功率模块都按照标准模块结构来生产。

陶瓷一般使用Al2O3,基板使用铜为材料。IGBT底板通过导电硅脂加装散热器。    英飞凌汽车级IGBT可靠性改良  可靠性是IGBT应用于汽车中的仅次于挑战,除了电压、电流等常规参数的设计考虑到,牵涉到IGBT可靠性的主要参数有:温度循环次数(thermalcycling)和功率循环次数(powercycling),要求了IGBT的使用寿命,其他参数例如IGBT机械可靠性特性也必须额外的注目。


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