英飞凌混合动力汽车功率模块提高效率并降低设计复杂度

英飞凌科技股份公司（FSE/NYSE: IFX） 推出了两款面向混合动力汽车（HEV）传动系统的全新电子功率模块。以英飞凌成熟的功率半导体和系统级设计方法为基础，新的HybridPACK1 和HybridPACK2 功率模块降低了HEV逆变器系统设计成本和复杂度，而且在实现所需功率等级的同时，其半导体面积也降低了30%。

“我们的HybridPACK模块融合了我们在高级功率电子器件（位列世界第一）和汽车电子器件（位列世界第二）领域的技术专长，可满足全球领先的轻型车辆制造商在性能和可靠性方面的要求，”英飞凌科技北美公司汽车、工业和多元化电子市场部总经理 Christopher Cook 说道，“通过开发一系列模块，我们可针对制造商不同类型的混合系统提供定制解决方案，以满足客户的不同要求。”

英飞凌的HybridPACK1功率模块用于轻度混合动力汽车，包括用于逆变器和负温度系数电阻的所有功率半导体，这样可使半导体面积降低30%。该模块是结合英飞凌领先的沟槽场终止IGBT（绝缘栅双极晶体管）技术和Emcon二极管技术进行开发的。对于轻度混合逆变器应用而言，采用高性能陶瓷衬底和英飞凌增强型引线键合工艺的扁平铜基片，可将热循环寿命提高3倍，将功率循环寿命提高2倍。而基片的尺寸仅为7cm x 13.5 cm。带有集成启动发电机的轻度混合动力汽车在制动时会产生能量（“再生制动”），并能提供几秒钟的额外功率，例如，用于驶离或超车。

对于完全混合动力汽车应用而言，HybridPACK2拥有业内最小的占位空间，800A/600V模块的尺寸仅为9.2 cm x 20.2 cm。这比现有解决方案小了大约四分之一。HybridPACK2的铝硅碳化物（AlSiC） 基片不仅增强了热性能，而且还提高了汽车发动机应用的可靠性。完全混合动力引擎可为中等距离驾驶提供能量，例如，城市交通。

与许多功率电子应用不同，HEV模块的设计需要子系统紧密集成，以在给定成本下获得最理想的系统性能。总体功率系统架构和混合系统设计类型（微型、轻型或全面混合）决定着燃油节省程度，因此功率电子器件在保证效率、可靠性和成本效益上起着重要作用。凭借广泛的产品组合（包括微控制器、功率器件和传感器），英飞凌可从系统角度分析HEV逆变器，并在优化系统性能的同时提供最为经济有效的解决方案。业内专家预测，与内燃机相比，微型混合动力汽车可以节省5%-10%的燃料，带有再生制动和启动功能的轻型混合动力汽车可节省15%-35%的燃料，而完全混合动力汽车可节省40%-60%的燃料。

英飞凌IGBT技术可为HEV动力系统带来诸多优势。沟槽场终止技术可降低传导损耗和开关损耗降，在拥有卓越性能的同时，可使尺寸缩小30%。英飞凌 IGBT 可工作在 175°C的高温下，使冷却任务更为轻松。

为了向客户提供全面的解决方案和最短的开发周期，英飞凌开发出了与HybridPACK模块结合使用的演示板。该演示板包括驱动等级、故障检测和保护电路。