栅极驱动器实现EV/HEV中逆变电路的小型化,低功耗化

作者:本网编辑 文章来源:罗姆(ROHM) 发布时间:2013-08-22
分享到

罗姆(ROHM)开发的内置绝缘元件的栅极驱动器BM6101FV-C融合了其独创的BiCDMOS技术与新开发的片上变压器工艺技术,是业界领先的小型封装,有助于逆变器电路的小型化,适合作为EV和HEV逆变回路中IGBT以及功率MOSFET的驱动元件。

近年来,随着EV和HEV的不断发展,为了进一步提高性能,对动力单元的逆变器电路小型化的要求高涨。一方面,一般每个车载用逆变器内置6个栅极驱动器,为了实现逆变器电路的小型化,栅极驱动器的小型化势在必行。

此外,在车载特有的苛刻的驱动环境中,为实现确保安全性的逆变器电路,不仅需要各种保护功能,为了防止驾驶员触电,作为绝缘元件必须配备光耦等外置零件。在这种情况下,对于内置绝缘元件、并且小型的栅极驱动器的需求日益高涨。另一方面,有望内置于新一代EV/HEV的SiC元件用于逆变器电路时,解决其高速开关性能所导致的噪声也已成为重大课题。

日本知名半导体制造商罗姆开发的内置绝缘元件的栅极驱动器BM6101FV-C(见图1),适合作为EV和HEV逆变回路中IGBT以及功率MOSFET的驱动元件。该产品融合了罗姆独创的BiCDMOS技术与新开发的片上变压器工艺技术,作为内置了绝缘元件的栅极驱动器,是业界领先的小型封装,有助于逆变器电路的小型化。另外,与传统的光耦方式相比,可大幅降低耗电量,而且由于具备了所有必要的保护功能和品质要求,可减少设计时的工作量。

罗姆内置绝缘元件的栅极驱动器BM6101FV-C的参数设置如表所示,其特点主要包括以下几个方面:

(1)通过罗姆独创的无铁芯变压器技术,内置2500Vrms绝缘元件;

(2)小型封装与传统产品相比,SSOP-B20W(6.5mm×8.1mm,H=Max2.01mm)将安装面积减少了50%以上;

(3)通过内置的保护功能,实现安全设计内置了车载逆变器电路所要求的各种保护功能:米勒钳位功能、故障输出功能、低电压时误动作防止功能、热保护功能、短路保护功能及短路保护时软关断功能;

(4)支持SiC的高速开关及其电路产品。罗姆生产的SiC可以在最大800V、400A输出状态下确保稳定驱动(见图2)。

不仅如此,还支持作为新一代功率半导体备受期待的SiC的功率MOSFET的高速开关,非常有助于实现更加高效、更加低功耗的新一代电动汽车。图3所示为BM6101FV-C在EV/HEV的一般逆变器电路中的应用。

罗姆采用独创的微细加工技术,开发出片上变压器工艺,进而成功开发出小型并且内置了绝缘元件的栅极驱动器。无需外置零件,同时通过采用小型封装,与传统产品相比,安装面积减少了约50%,其内部构造及特点如图4所示。不仅如此,由于内置车载逆变器电路所需的各种保护功能,不仅有助于实现逆变器的小型化,还非常有助于减轻设计负担。

另外,针对逆变器电路中内置SiC元件、模块时的噪声,通过与引以为豪的业界尖端的罗姆自产SiC元件、模块相结合进行开发,通过罗姆独家的电路技术成功解决了这个问题,从而成为支持SiC的内置绝缘元件的栅极驱动器。

罗姆将以SiC为首的功率元件事业定位发展战略之一,于2012年3月开始了“全SiC”功率模块的量产。今后,罗姆继续推进最大限度发挥SiC特性的栅极驱动器的开发,同时,还将推进SiC-IPM(智能功率模块)等的开发,不断完善SiC相关产品的阵容。

收藏
赞一下
0