微型隔離器的應(yīng)用可進(jìn)一步縮小電動及混合動力汽車功率逆變器的體積

瑞薩電子公司開發(fā)的配有內(nèi)置式微型隔離器的 IGBT 驅(qū)動器智能器件

日本東京訊-全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體及解決方案供應(yīng)商瑞薩電子株式會社(TSE：6723)今天宣布開發(fā)出了隔離型IGBT驅(qū)動器的R2A25110KSP智能型功率器件， 適用于電動和混合動力汽車功率逆變器。R2A25110KSP中融入了瑞薩電子公司最新開發(fā)的微型隔離器隔離專項(xiàng)技術(shù)。這些技術(shù)可為汽車應(yīng)用系統(tǒng)建立更可靠、更緊湊的系統(tǒng)。

用于驅(qū)動電動和混合動力汽車中的電機(jī)的逆變器包含一個采用諸如IGBT的電機(jī)驅(qū)動元件的動力模塊，和一個具有在低壓驅(qū)動電子和高壓動力電子之間形成隔離功能的控制電路模塊。功率逆變器市場需求的不斷增長促使功率模塊變得更加緊湊，以降低系統(tǒng)的尺寸、重量和總體成本。因此，尋求集成隔離元件和IGBT驅(qū)動器電路解決方案的需求不斷增長，以更大程度地縮小功率模塊的尺寸，不斷滿足在提高性能、節(jié)約成本方面不斷增長的要求。

應(yīng)市場上的這種需求，瑞薩電子公司開發(fā)出了 R2A25110KSP產(chǎn)品。

最新R2A25110KSP的主要功能

(1) 融合隔離技術(shù)和高能IGBT驅(qū)動器的單封裝解決方案，適用于更小的印刷電路板 (PCB) 腳位

R2A25110KSP 有一個內(nèi)置隔離裝置，叫做“微型隔離器”，這是瑞薩電子公司專有的一項(xiàng)隔離信號傳輸技術(shù)，它采用的是空芯變壓器。該器件是針對在極端環(huán)境溫度下工作的汽車應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，其額定信道溫度為150°C (最高)。憑借低散布率(指在特性曲線值的范圍較小的情況), R2A25110KSP 驅(qū)動器具有快速切換能力，適用于電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用系統(tǒng)的效率的改進(jìn)。此外，與競爭產(chǎn)品相比， IGBT 驅(qū)動器的驅(qū)動能力比前者高2～4倍(接通狀態(tài)下的抗阻：1.0 ?最大)，可在不使用外部晶體管的情況下，直接實(shí)現(xiàn) IGBT驅(qū)動，減少了外部元件的使用，從而能夠縮小 PCB腳位區(qū)域，并采用更為緊湊的逆變器控制電路板設(shè)計(jì)。

(2) 即使在驅(qū)動并聯(lián)的IGBT時，也能夠?qū)崿F(xiàn)全面的過電流和超溫保護(hù)，增強(qiáng)了卓越的系統(tǒng)可靠性

IGBT器件作為逆變器系統(tǒng)中的驅(qū)動元件被并聯(lián)使用。在許多 HEV/EV應(yīng)用系統(tǒng)中，兩個 IGBT 器件并聯(lián)在一起，用于驅(qū)動大功率電機(jī)。因此，逆變器系統(tǒng)應(yīng)該檢測兩個IGBT的異常情況，如：過電流和/或超溫等，并加以避免。而傳統(tǒng)的IGBT 驅(qū)動器，只有一個過電流保護(hù)和/或超溫保護(hù)。這就需要更大的電路板面積。

The R2A25110KSP集成了兩種方法，可在不增加電路板面積的情況下，實(shí)現(xiàn)對兩個 IGBT的保護(hù)。

(3) IGBT 芯片溫度監(jiān)測器，可提高系統(tǒng)穩(wěn)定性

IGBT芯片溫度監(jiān)測器可連續(xù)監(jiān)測兩個 IGBT的溫度，并通過微型隔離器將與溫度較高的IGBT的相關(guān)信息反饋給 MCU?？筛鶕?jù)脈沖的占空比計(jì)算溫度。

整合的其它功能包括有源米勒箝位和軟關(guān)斷。有源米勒箝位可在IGBT處于關(guān)閉的狀態(tài)下，顯示故障關(guān)斷。軟關(guān)斷功能可在出現(xiàn)諸如過電流等異常情況時，逐漸關(guān)閉IGBT。該 IGBT關(guān)斷功能可避免在IGBT上出現(xiàn)因?qū)Ь€和電線的電感降低而引起的過電壓峰值。這些功能可在系統(tǒng)腳位更小、性能更好及穩(wěn)定性更強(qiáng)方面，提高產(chǎn)品的性價(jià)比。

瑞薩公司正努力推出適用于汽車應(yīng)用系統(tǒng)的三相電機(jī)領(lǐng)域推出產(chǎn)品生產(chǎn)線。本公司正在擴(kuò)展其有效的銷售努力，以便將總體方案與MCU和功率器件結(jié)合起來。瑞薩公司也在推進(jìn)其它“微型隔離器”未來產(chǎn)品的規(guī)劃和開發(fā)，以便在產(chǎn)品中融入其它功能，進(jìn)而滿足汽車系統(tǒng)的隔離要求。