分析混合動力電動車設計中大功率器件的應用

　盡管標準內燃機驅動的汽車可以相對輕松地從12V電池供電和相應的12V/14V交流發電機獲取車載系統的電氣需求，但由于混合動力電動汽車采用了幾個系統，它們需要更高的功率級別。對于輕混、全混、插電式混合動力汽車或純電動汽車而言，耗能最多的組件是電機驅動裝置。該裝置需要在沒有內燃機支持的情況下，至少在一定時間內有效驅使車輛行進。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為幾百安培。
　　高壓電網的引入，使汽車行業開始采用兩個全新的功率密集型產品：將直流轉換成交流以驅動電機的DC-AC逆變器，以及在高壓電網和12V電網之間實現電能交換的DC-DC 轉換器。混合動力汽車仍然需要12V電網，因為多數標準汽車電子系統都采用12V電源。
　　如前所述，換流器和轉換器需要管理幾千瓦的功率，因此需要配備優化半導體器件和高級封裝的十分復雜的高效電子裝置。專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，確保能夠經受惡劣的汽車環境，同時滿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，由于開關大電流和高壓會產生極強的電磁場，包括傳導或傳遞噪聲/電磁干擾、過壓尖峰和對汽車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題的5個主要平臺元素：

　　圖1：滿足混合動力電動汽車的功率管理需求的五大“必備要素”