逆變器設計中的霍爾傳感器大幅降低成本

Silicon Austria Labs （SAL） 開(kāi)發(fā)了一種概念驗證，可將霍爾電流傳感器集成到電源模塊中，用于汽車(chē)牽引逆變器和 DC-DC 轉換器應用。該模塊（上圖）是與 Asahi Kasei Microdevices （AKM） 共同開(kāi)發(fā)的，通過(guò)下一代碳化硅 （SiC） 功率器件提高了能源效率，同時(shí)減小了高壓逆變器的尺寸和重量。

牽引逆變器是為 xEV 電驅動(dòng)系統電機提供動(dòng)力的核心部件，是電池和電動(dòng)傳動(dòng)系統之間的橋梁。這些在將電池的直流電轉換為交流電方面起著(zhù)關(guān)鍵作用。為了確保在不同的駕駛條件（低速或高速、巡航或加速）下平穩高效地進(jìn)行控制，在寬動(dòng)態(tài)范圍內進(jìn)行精確的電流傳感至關(guān)重要。

電源模塊設計采用 AKM 開(kāi)發(fā)的用于無(wú)芯電流傳感器的 EZ232L 線(xiàn)性霍爾 IC，以克服傳統基于磁芯的電流傳感的局限性。這允許使用標準印刷電路板，SIC MOSFET 直接銅鍵合，而不需要更昂貴的陶瓷基板，從而降低了成本。

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“設計的功率模塊集成了最新的直接銅鍵合功率半導體以及柵極驅動(dòng)電路和電流傳感功能。該模塊使用標準 PCB 和現成的組件，為中小批量生產(chǎn)提供了靈活性和成本優(yōu)勢，“SAL 電力電子部門(mén)團隊負責人 Thomas Langbauer 說(shuō)。

“通過(guò)這項聯(lián)合技術(shù)驗證，我們?yōu)楣β誓K中的電流傳感設定了新標準，我們很自豪能夠將 AKM 的專(zhuān)業(yè)知識與 SAL 的研究能力相結合，以實(shí)現這一創(chuàng )新成果。我們預計集成空心杯電流傳感器技術(shù)的功率模塊將有助于實(shí)現更小、更輕的 xEV 牽引逆變器，“AKM 電流傳感器業(yè)務(wù)總經(jīng)理 Toshinori Takatsuka 說(shuō)。

AKM 將于下個(gè)月在德國紐倫堡舉行的 PCIM Europe 2025 上展示采用 SAL 的逆變器模塊的成果，SAL 還將首次在展會(huì )上展示一系列電源技術(shù)。

電力電子研究部負責人 Alfred Binder 表示：“在 PCIM 上，我們首次展示了我們?yōu)榘ㄆ?chē)、工業(yè)和能源供應部門(mén)在內的各個(gè)行業(yè)量身定制的全面能力——從封裝到系統級解決方案。

Sinterconnect 分立封裝是一種用于 100V 應用中 GaN 功率半導體的無(wú)焊線(xiàn)互連，與焊線(xiàn)相比，寄生電感降低高達 55%，熱阻降低 15%，而額定電流為 40A 和 800V 的基于 SiC 的固態(tài)斷路器，具有 160ns 的超快響應時(shí)間，可用作 eFuse。

HERIC AC-DC 轉換器采用最新的單片雙向 GaN 開(kāi)關(guān) （M-BDS） 來(lái)減少共模輻射并最大限度地減少 EMI 濾波器體積，而使用 FPGA 提供計算能力和微控制器的新型控制板則為風(fēng)力渦輪機的改造實(shí)施了超快速控制策略和低延遲通信接口。

SAL 還為其 Tiny Power Box 開(kāi)發(fā)了一款工業(yè)演示器，這是一款緊湊的三相 11kW 雙向車(chē)載充電器，集成了低壓輔助電源，突出了高功率密度和系統集成。