分析混合动力电动车设计中大功率器件的应用
1. 高效的高压IGBT：在电压范围为600V至1200V条件下，要想高效地开关几百安培的大电流，需要采用这种类型的功率开关。相对于MOSFET而言，世界一流的沟槽型IGBT在这些高压条件下能效更高。这些器件在极高的电流密度条件下，具备极低的导通电阻。如果采用标准引线键合封装，其性能将会极大地受到这种传统装配技术的限制。因此IR公司采用专利的可焊正面金属工艺，使IGBT能够被焊接在两侧，从而彻底避免在换流器或转换器模块中使用引线键合。该解决方案可解决上文所述的两个以上的问题：由于避免了“键合引线脱落”这种典型的故障模式，无引线键合装配的可靠性和稳健性大幅提高。潜在的故障机制是焊剂磨损殆尽，但这需要很长的时间和很高的应力。采用这种技术的模块厂商可使用更小的器件——相对于一流的引线键合装配解决方案，可在更高温度条件下运行，并能够承受更宽的温度变化。图2显示的是高级无引线键合装配的应力测试典型结果。
图2：采用基于专利陶瓷的定制封装的引线键合IGBT，与无引线键合双面焊接IGBT的功率循环的比较。左图和右图显示不同的温度应力剖面，每个竖条代表一种被测器件。
除提高稳健性外，采用前面可焊金属的器件还能改善其他问题，包括寄生电感、产生噪声的振铃以及大电流开关带来的电磁干扰等。通过实现双面焊接连接，感应率被降至最低或者完全消失。事实证明，IR公司的无引线键合器件相对于任何标准的引线键合或塑料封装器件，具备更出色的开关性能。例如，图3为IR公司的专利DirectFET封装与引线键合塑料封装器件的快速开关性能比较。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/197421.htm
图3：IR公司的专有无引线键合DirectFET封装，可降低寄生电感和振铃，明确具备更出色的电磁干扰性能。
2. 先进的封装是高效电源管理平台的另一个重要的因素。如上文所述，IR公司针对汽车行业推出了十分先进的封装技术。将结实耐用的前面金属层置于我们的硅开关（MOSFET、IGBT）上，使我们能够将无引线键合的芯片级功率封装应用于所有功率开关。直接封装（Direct-Packages）具备出色的开关性能、基本为零的寄生电感、更强的机械可靠性和鲁棒性——原因是避免了引线键合，还能实现芯片双面散热。如果一面有引线键合是无法实现双面散热的。这些封装解决了上文所述的主要问题，使客户能够设计出创新的控制装置和电源模块。
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