關(guān)于英飛凌HybridPACK功率模塊的性能分析和應(yīng)用介紹

英飛凌科技股份公司最新發(fā)布適用于xEV主逆變器的功率模塊，以支持汽車行業(yè)打造廣博的高性價(jià)比混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和純電動(dòng)汽車（xEV）產(chǎn)品組合。在今年的PCIM貿(mào)易展上，英飛凌將展出4個(gè)新的HybridPACK驅(qū)動(dòng)模塊，它們專門(mén)針對(duì)100 kW到200 kW之間的不同逆變器性能水平而進(jìn)行了優(yōu)化。此外，英飛凌推出的HybridPACK雙面散熱（DSC）S2，是現(xiàn)有HybridPACK DSC的技術(shù)升級(jí)版。這個(gè)模塊瞄準(zhǔn)了要求高功率密度的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和外充電式混合動(dòng)力汽車中的主逆變器，其性能最高可達(dá)80 kW。

HybridPACK驅(qū)動(dòng)——以相同尺寸帶來(lái)可靈活擴(kuò)展的性能

所有新的HybridPACK驅(qū)動(dòng)模塊均采用與該產(chǎn)品家族中早已聲名顯赫的領(lǐng)銜產(chǎn)品（FS820R08A6P2x）相同的外形尺寸設(shè)計(jì)。得益于此，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員可以迅速地靈活擴(kuò)展逆變器性能，而無(wú)需大幅改變系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

作為這個(gè)產(chǎn)品家族中的低性能產(chǎn)品，新的HybridPACK Drive Flat模塊（FS660R08A6P2Fx）和Wave模塊（FS770R08A6P2x）經(jīng)專門(mén)優(yōu)化，十分經(jīng)濟(jì)劃算，分別適用于100 kW至150 kW逆變器。它們的基板連接至逆變器散熱器，但由于基板結(jié)構(gòu)不同，其散熱性能亦有所不同。Flat模塊并未采用能夠?qū)崿F(xiàn)最高散熱性能的成熟的PinFin 基板，而是采用了完全沒(méi)有任何結(jié)構(gòu)的平板基板。這可以降低成本，但輸出功率較低。Wave模塊則采用帶狀鍵合線基板結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)了平板基板型號(hào)與PinFin基板型號(hào)之間的性能缺口。

這個(gè)產(chǎn)品組合中的高端產(chǎn)品，是新的HybridPACK Drive Performance模塊（FS950R08A6P2B），它的目標(biāo)應(yīng)用是200 kW逆變器。它采用與領(lǐng)銜產(chǎn)品相同的PinFin 基板。不過(guò)，得益于使用專門(mén)的陶瓷材料，而非眾所周知的氧化鋁，其散熱性能提升了20%以上，從而可以實(shí)現(xiàn)更高電流承受能力。同F(xiàn)lat模塊和Wave模塊一樣，Performance模塊亦沿用了憑領(lǐng)銜產(chǎn)品而廣為人知的EDT2（電力動(dòng)力總成）IGBT。這個(gè)芯片組系列的所有產(chǎn)品均擁有類似的出色電氣性能。

第4個(gè)新模塊（FS380R12A6T4x）是Performance模塊的替代之選，它適用于150 kW逆變器。雖然它采用了相同的PinFin 基板和高性能陶瓷材料，但得益于不同的IGBT4裸晶芯片組，它成為了首個(gè)具備1200 V阻斷電壓的模塊。對(duì)于電池電壓超過(guò)700 V，可實(shí)現(xiàn)超快速充電的電動(dòng)汽車，這樣的性能必不可缺。因此，在8 kHz開(kāi)關(guān)頻率應(yīng)用中，IGBT4能夠以更低廉的價(jià)格，替代碳化硅模塊。

HybridPACK DSC S2 – 性能提升40%

現(xiàn)在，英飛凌還將為HybridPACK DSC模塊配備EDT2技術(shù)（HybridPACK DSC S2，F(xiàn)F450R08A03P2）。這個(gè)芯片組具備750 V阻斷電壓，表現(xiàn)出基準(zhǔn)電流密度、強(qiáng)大的短路耐受能力和優(yōu)異的輕載功率損耗。DSC S2產(chǎn)品采用成熟的雙面散熱封裝概念，并且可以提供芯片結(jié)溫最高達(dá)175°C的短期運(yùn)行能力。

通過(guò)芯片技術(shù)升級(jí)和提高芯片工作溫度，相比于現(xiàn)有的HybridPACK DSC S1，它能夠以相同外形尺寸，實(shí)現(xiàn)40%性能提升。此外，這將帶來(lái)很高功率密度，有助于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員滿足混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和外充電式混合動(dòng)力汽車對(duì)空間的嚴(yán)格要求。

作為緊湊型半橋模塊，HybridPACK DSC可實(shí)現(xiàn)不同逆變器幾何設(shè)計(jì)和進(jìn)一步提高電機(jī)集成度。片上電流傳感器和溫度傳感器有助于實(shí)現(xiàn)高效、安全的逆變器運(yùn)行。