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更高性能!更低成本!青铜剑科技力推新能源车用IGBT驱动系列方案

一、 概  述

近年来,在国家政策支持下,新能源汽车行业发展迅猛。根据中国汽车工业协会公布的数据,2017年1-11月,新能源汽车产销分别完成63.9万辆和60.9万辆,同比分别增长49.7%和51.4%;受益于行业的迅猛发展,新能源汽车电机控制器市场异常火爆,作为电机控制器核心部件的IGBT模块和IGBT驱动器产品的应用和发展也非常迅速。

二、 简  介

为了满足新能源汽车行业对于高性能汽车电子元器件的需求,青铜剑科技推出多款应用于新能源汽车电机控制器的IGBT驱动器:

1、针对汽车级IGBT,青铜剑科技推出了基于英飞凌HPD封装IGBT应用的专用驱动方案6AP0215T08-HPD和6AP0215T08-HPD2、基于英飞凌HP1&HP1-DC6封装6AP0108T07-HP1,以及基于富士M653应用的6AP0215T08-M653专用驱动方案。

2、针对工业级IGBT,青铜剑科技推出了基于EconoDUAL™3封装IGBT应用的半桥驱动器2QP0115T12-C和三相全桥驱动器6QP0115T12-LHHT,以及基于PrimePACK™封装IGBT应用的半桥驱动器2QP0320T12-C;

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、 方案介绍

1、应用于新能源汽车的汽车级IGBT驱动方案

6AP0215T08-HPD2

6AP0215T08-HPD2是基于英飞凌公司符合汽车级(功能安全)标准的EiceDRIVER™ SIL芯片设计的六通道、中功率即插即用型驱动器,专为英飞凌HybridPACK™ Drive封装汽车级IGBT设计,用户无需为开发驱动器外围电路投入资源,驱动器在安装后即可投入使用。

6AP0215T08-HPD2封装系列IGBT作为英飞凌主打的汽车级产品,具备封装紧凑,功率密度高,散热性能好等特点;工程师可采用一个6AP0215T08-HPD2封装IGBT搭载一个6AP0215T08-HPD2设计120-180kW三相全桥电驱控制器,可有效提高系统功率密度,降低成本。

为了确保6AP0215T08-HPD2能在汽车系统中长时间可靠运行,驱动在设计时按照最高125℃、最低-40℃的标准进行选型设计。

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产品特点:

  • 上层通讯:基于菊花链连接的16-bit SPI;
  • 高级有源钳位:搭配1EBN1001AE ,实现高级有源钳位;
  • 多级开通关断:可配置的多级开通和关断(7组配置);
  • 欠压保护功能:驱动电源欠压时,驱动器启动保护功能,确保IGBT不被损坏;
  • 软关断功能:驱动器检测到故障时,对IGBT进行软关断,保护IGBT;
  • 退饱和检测短路保护功能:当IGBT发生短路故障时,驱动器启动保护功能,保护IGBT;
  • NTC采样功能:实时检测IGBT的NTC电阻阻值,将阻值换算成电压信号后上传至控制器;
  • 宽工作温度范围:最低工作温度为-40℃,最高工作温度为125℃;
  • 汽车标准:采用车规级元件,核心器件通过AEC-Q100 Grade 1认证。

6AP0215T08-HPD

6AP0215T08-HPD是基于PI公司符合汽车级标准的SCALE-iDriver芯片设计的六通道、中功率即插即用型驱动器,专为英飞凌HybridPACK™ Drive封装汽车级IGBT设计,用户无需为开发驱动器外围电路投入资源,驱动器在安装后即可投入使用。

6AP0215T08-HPD封装系列IGBT作为英飞凌主打的汽车级产品,具备封装紧凑,功率密度高,散热性能好等特点;工程师可采用一个6AP0215T08-HPD封装IGBT搭载一个6AP0215T08-HPD设计120-180kW三相全桥电驱控制器,可有效提高系统功率密度,降低成本。

为了确保6AP0215T08-HPD能在汽车系统中长时间可靠运行,驱动在设计时按照最高125℃、最低-40℃的标准进行选型设计。

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产品特点:

  • 直流母线采样:驱动配置IGBT直流电压采样功能,实时上传电压采样信号;
  • 欠压保护功能:驱动电源欠压时,驱动器启动保护功能,确保IGBT不被损坏;
  • 软关断功能:驱动器检测到故障时,对IGBT进行软关断,保护IGBT;
  • 退饱和检测短路保护功能:当IGBT发生短路故障时,驱动器启动保护功能,保护IGBT;
  • NTC采样功能:实时检测IGBT的NTC电阻阻值,将阻值换算成电压信号后上传至控制器;
  • 宽工作温度范围:最低工作温度为-40℃,最高工作温度为125℃。

 

6AP0108T07-HP1

6AP0108T07-HP1是基于青铜剑自主开发的ASIC芯片组设计的六通道、中功率即插即用型驱动器,专为英飞凌HybridPACK™1& HybridPACK™1 DC6封装汽车级IGBT设计,用户无需为开发驱动器外围电路投入资源,驱动器在安装后即可投入使用。

HybridPACK™1& HybridPACK™1 DC6封装系列IGBT作为英飞凌主打的汽车级产品,具备封装紧凑,功率密度高,散热性能好等特点;工程师可采用一个HybridPACK™1/ HybridPACK™1 DC6封装IGBT搭载一个6AP0108T07-HP1设计20-100kW三相全桥电驱控制器,可有效提高系统功率密度,降低成本。

为了确保6AP0108T07-HP1能在汽车系统中长时间可靠运行,驱动在设计时按照最高125℃、最低-40℃的标准进行选型设计;同时,插件端子、传感器、阻容等关键器件均按照车规级标准选型。

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产品特点:

  • 直流母线采样:驱动配置IGBT直流电压采样功能,实时上传电压采样信号;
  • 欠压保护功能:驱动电源欠压时,驱动器启动保护功能,确保IGBT不被损坏;
  • 软关断功能:驱动器检测到故障时,对IGBT进行软关断,保护IGBT;
  • 退饱和检测短路保护功能:当IGBT发生短路故障时,驱动器启动保护功能,保护IGBT;
  • 电流采样功能:驱动器上集成了霍尔电流传感器,可采集IGBT输出电流信号并上传至控制器;
  • NTC采样功能:实时检测IGBT的NTC电阻阻值,将阻值换算成电压信号后上传至控制器;
  • 宽工作温度范围:最低工作温度为-40℃,最高工作温度为125℃。

 

6AP0215T08-M653

6AP0215T08-M653是青铜剑自主开发的六通道、中功率即插即用型驱动器,专为富士汽车级IGBT M653而设计,用户无需为开发驱动器外围电路投入资源,驱动器在安装后即可投入使用。

M653为富士电机主打的汽车级产品,具备封装紧凑,功率密度高,散热性能好等特点;工程师可采用一个M653搭载一个6AP0215T08-M653设计80-150kW三相全桥电驱控制器,可有效提高系统功率密度,降低成本。

为了确保6AP0215T08-M653能在汽车系统中长时间可靠运行,驱动在设计时按照最高125℃、最低-40℃的标准进行选型设计。

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产品特点:

  • 结温检测:通过检测M653内置二极管压降来计算IGBT芯片结温;
  • 过流保护:通过检测M653镜像检测端子的电流计算实际输出电流,依此设定过流保护值;
  • 欠压保护功能:驱动电源欠压时,驱动器启动保护功能,确保IGBT不被损坏;
  • 软关断功能:驱动器检测到故障时,对IGBT进行软关断,保护IGBT;
  • 宽工作温度范围:最低工作温度为-40℃,最高工作温度为125℃;
  • 汽车标准:采用车规级元件,核心器件通过AEC-Q100 Grade 1认证。

 

2、应用于新能源汽车的工业级IGBT驱动方案

 

2QP0115T12-C

2QP0115T12-C是基于青铜剑自主开发ASIC芯片组设计的双通道、中功率即插即用型驱动器,专为EconoDUAL™3封装IGBT设计,尺寸和引脚功能完全兼容2SP0115T12,用户无需为开发驱动器外围电路投入资源,驱动器在安装后即可投入使用。

EconoDUAL™3封装IGBT以其特有的封装结构受到广大工程师的青睐,特别是近年来极为热门的电动汽车行业,工程师可采用三个EconoDUAL™3封装IGBT搭载三个2QP0115T12-C组成三相全桥设计20-80kW电驱,在满足性能要求的同时,可有效提高系统功率密度,降低成本。

为了确保2QP0115T12-C能在汽车系统中长时间可靠运行,青铜剑科技对2QP0115T12-C进行了升级,将驱动器的环境工作温度由85℃提高到了105℃。

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产品特点:

  • 单电源供电:原边单15V电源供电即可;
  • 可选直接模式或者半桥模式:半桥模式可实现上下通道互锁,防止直通信号;
  • 欠压保护功能:驱动电源欠压时,驱动器启动保护功能,确保IGBT不被损坏;
  • 有源钳位功能:客户可根据自身需求选择是否启用有源钳位过压保护功能;
  • 退饱和检测短路保护功能:当IGBT发生短路故障时,驱动器启动保护功能,保护IGBT。

 

6QP0115T12-LHHT

6QP0115T12-LHHT是基于青铜剑自主开发的ASIC芯片组设计的6通道、中功率即插即用型驱动器,专为EconoDUAL™3封装IGBT搭建的三相全桥系统设计,用户无需为开发驱动器外围电路投入资源,驱动器在安装后即可投入使用。

EconoDUAL™3封装IGBT以其特有的封装结构受到广大工程师的青睐,特别是近年来极为热门的电动汽车行业,工程师可采用3个EconoDUAL™3封装IGBT搭载1个2QP0115T12-C设计20-80kW三相全桥电驱控制器,在满足性能要求的同时,可有效提高系统功率密度,降低成本。

为确保6QP0115T12-LHHT能在汽车系统中长时间可靠运行, 驱动在设计时按照125℃的工作温度要求进行选型设计。

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产品特点:

  • 宽范围输入电压:原边驱动供电电源范围16V-36V;
  • 直流母线采样:驱动配置IGBT直流电压采样功能,实时上传电压采样信号;
  • 欠压保护功能:驱动电源欠压时,驱动器启动保护功能,确保IGBT不被损坏;
  • 软关断功能:驱动器检测到故障时,对IGBT进行软关断,保护IGBT;
  • 退饱和检测短路保护功能:当IGBT发生短路故障时,驱动器启动保护功能,保护IGBT;
  • NTC采样功能:实时检测IGBT的NTC电阻阻值,将阻值换算成电压信号后上传至控制器;
  • 宽工作温度范围:最低工作温度为-40℃,最高工作温度为125℃。

 

2QP0320T12-C

2QP0320T12-C是基于青铜剑自主开发的ASIC芯片组设计的双通道、大功率即插即用型驱动器,专为PrimePACK™2&PrimePACK™3封装IGBT设计,尺寸和引脚功能完全兼容2SP0320T12,用户无需为开发驱动器外围电路投入资源,驱动器在安装后即可投入使用。

PrimePACK™2&PrimePACK™3封装IGBT以其高可靠性和优异的电气性能深受行业青睐,特别是近年来极为热门的电动汽车行业,工程师可采用三个PrimePACK封装IGBT搭载三个2QP0320T12-C设计120-200kW三相全桥电驱控制器,在满足性能要求的同时,可有效提高系统功率密度,降低成本。

为了确保2QP0320T12-C能在汽车系统中长时间可靠运行,青铜剑科技对2QP0320T12-C进行了升级,将驱动器的环境工作温度由85℃提高到了105℃。

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产品特点:

  • 单电源供电:原边单15V电源供电即可;
  • 可选直接模式或者半桥模式:半桥模式可实现上下通道互锁,防止直通信号;
  • 欠压保护功能:驱动电源欠压时,驱动器启动保护功能,确保IGBT不被损坏;
  • 有源钳位功能:客户可根据自身需求选择是否启用有源钳位过压保护功能;
  • 退饱和检测短路保护功能:当IGBT发生短路故障时,驱动器启动保护功能,保护IGBT。

、 总  结

在即将过去的2017,青铜剑科技秉承“以客户满意为宗旨”的经营理念,在为客户提供最优质的新能源车用IGBT驱动的道路上不断奋进,推出了涵盖工业级、汽车级IGBT的多种驱动方案,可支持20-200kW功率段电机控制器的设计。欢迎新老客户致电垂询!