分析混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)設計中大功率器件的應用

　盡管標準內燃機驅動(dòng)的汽車(chē)可以相對輕松地從12V電池供電和相應的12V/14V交流發(fā)電機獲取車(chē)載系統的電氣需求，但由于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)采用了幾個(gè)系統，它們需要更高的功率級別。對于輕混、全混、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)或純電動(dòng)汽車(chē)而言，耗能最多的組件是電機驅動(dòng)裝置。該裝置需要在沒(méi)有內燃機支持的情況下，至少在一定時(shí)間內有效驅使車(chē)輛行進(jìn)。為在不損失阻性連接通道上大部分電能條件下，為數十千瓦至上百千瓦的大功率電機供電，大電流路徑需要實(shí)現更高的電壓（范圍為600V至1200V）。但即使在如此之高的電壓條件下，所需的電流水平也不過(guò)為幾百安培。
　　高壓電網(wǎng)的引入，使汽車(chē)行業(yè)開(kāi)始采用兩個(gè)全新的功率密集型產(chǎn)品：將直流轉換成交流以驅動(dòng)電機的DC-AC逆變器，以及在高壓電網(wǎng)和12V電網(wǎng)之間實(shí)現電能交換的DC-DC 轉換器。混合動(dòng)力汽車(chē)仍然需要12V電網(wǎng)，因為多數標準汽車(chē)電子系統都采用12V電源。
　　如前所述，換流器和轉換器需要管理幾千瓦的功率，因此需要配備優(yōu)化半導體器件和高級封裝的十分復雜的高效電子裝置。專(zhuān)注功率管理的國際整流器（IR）公司因此認為這種半導體平臺要滿(mǎn)足這些全新高功率電子系統的要求需具備下述性能：
　　1） 在各種應用中具備更高能效；
　　2） 更高的載流能力，在600V至1200V典型電壓條件下，載流能力為100A至300A;
　　3） 更出色的機械和電氣性能，確保能夠經(jīng)受惡劣的汽車(chē)環(huán)境，同時(shí)滿(mǎn)足防失效設計的所有安全和保護要求；
　　4） 更低的電磁干擾和寄生電感，由于開(kāi)關(guān)大電流和高壓會(huì )產(chǎn)生極強的電磁場(chǎng)，包括傳導或傳遞噪聲/電磁干擾、過(guò)壓尖峰和對汽車(chē)敏感電子裝置造成影響的其他干擾等。
　　下文詳細探討圖1所示的可解決上述問(wèn)題的5個(gè)主要平臺元素：

　　圖1：滿(mǎn)足混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的功率管理需求的五大“必備要素”