逆變器設計中的霍爾傳感器大幅降低成本

Silicon Austria Labs （SAL） 開發了一種概念驗證，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） 共同開發的，通過下一代碳化硅 （SiC） 功率器件提高了能源效率，同時減小了高壓逆變器的尺寸和重量。

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

電源模塊設計采用 AKM 開發的用于無芯電流傳感器的 EZ232L 線性霍爾 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，為中小批量生產提供了靈活性和成本優勢，“SAL 電力電子部門團隊負責人 Thomas Langbauer 說。

“通過這項聯合技術驗證，我們為功率模塊中的電流傳感設定了新標準，我們很自豪能夠將 AKM 的專業知識與 SAL 的研究能力相結合，以實現這一創新成果。我們預計集成空心杯電流傳感器技術的功率模塊將有助于實現更小、更輕的 xEV 牽引逆變器，“AKM 電流傳感器業務總經理 Toshinori Takatsuka 說。

AKM 將于下個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 還將首次在展會上展示一系列電源技術。

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為包括汽車、工業和能源供應部門在內的各個行業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 功率半導體的無焊線互連，與焊線相比，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 的固態斷路器，具有 160ns 的超快響應時間，可用作 eFuse。

HERIC AC-DC 轉換器采用最新的單片雙向 GaN 開關 （M-BDS） 來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力渦輪機的改造實施了超快速控制策略和低延遲通信接口。

SAL 還為其 Tiny Power Box 開發了一款工業演示器，這是一款緊湊的三相 11kW 雙向車載充電器，集成了低壓輔助電源，突出了高功率密度和系統集成。