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IPM解析 | 新能源汽車空調(diào)壓機(jī)系統(tǒng)與柵極驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的應(yīng)用
2022.03.30

新能源汽車替代傳統(tǒng)燃油車勢(shì)在必行。汽車工業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、涉及面廣、國(guó)際化程度高的特點(diǎn)，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。

2021年我國(guó)年產(chǎn)汽車銷量超過2000萬輛，是全球第一大汽車生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。其中，我國(guó)新能源汽車2021年銷量為298.9萬輛，同比增長(zhǎng)169.1%。傳統(tǒng)能源的非可持續(xù)性及全球?qū)Νh(huán)保課題的愈發(fā)重視，新能源汽車替代傳統(tǒng)燃油車已成為全球共識(shí)。

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新能源空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)大都采用三相逆變的結(jié)構(gòu)。制冷模式下，其工作原理與燃油車空調(diào)相似，制冷過程由壓縮機(jī)帶動(dòng)。電動(dòng)壓縮機(jī)將氣態(tài)冷媒進(jìn)行高壓壓縮，高壓氣態(tài)冷媒經(jīng)過四通換向閥后，流入車外換熱器液化放熱，液態(tài)制冷劑流經(jīng)干燥器過濾雜質(zhì)，電子膨脹閥將制冷劑霧化，車內(nèi)換熱器將霧化制冷劑吸熱蒸發(fā)，降低蒸發(fā)器周圍空氣溫度，鼓風(fēng)機(jī)將蒸發(fā)器周圍冷氣吹入車內(nèi)，制冷劑再次進(jìn)入電動(dòng)壓縮機(jī)循環(huán)以上過程。

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拓?fù)鋱D

逆變部分目前市場(chǎng)上主流的實(shí)現(xiàn)方案有兩種，一種是Gate Driver+IGBT的方案，另外一種為IPM方案：

（1）在Gate Driver+IGBT方案上士蘭微電子提供了豐富的產(chǎn)品種類，具體如下：

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典型產(chǎn)品SDH2106U（左側(cè)），SDH21263（右側(cè)）內(nèi)部框圖如下：

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其中SDH21263廣泛應(yīng)用于各種A00級(jí)新能源汽車，產(chǎn)品具有內(nèi)置雙高互鎖，內(nèi)置欠壓檢測(cè)，內(nèi)置死區(qū)時(shí)間等豐富功能。

（2）IPM方案采用士蘭微電子DIP27/DIP29封裝：

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     DIP27封裝                                                                 DIP29封裝

SD30M60AC是我司DIP27產(chǎn)品，內(nèi)置BSD，支持過流、欠壓、過溫保護(hù)功能，具有FO故障輸出信號(hào)功能，絕緣耐壓滿足2500Vrms/min。已在國(guó)內(nèi)TOP汽車空調(diào)壓機(jī)廠商完成批量供貨。該產(chǎn)品具有開關(guān)損耗低，溫升小等優(yōu)點(diǎn)。

SD30M60AC開關(guān)損耗測(cè)試波形如下：

測(cè)試條件：VDC=300V，VCC=VBS=15V，IC=6.3A；

其中，灰色波形為我司產(chǎn)品波形，彩色波形為同行產(chǎn)品波形。從對(duì)比波形可以看出，我司產(chǎn)品波形開通尖峰電流更小，關(guān)斷拖尾電流更小，開關(guān)損耗對(duì)比同行產(chǎn)品電路更有優(yōu)勢(shì)。

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  開通波形                                                                    關(guān)斷波形

SDM30N60FA、SDM50N60FA為我司DIP29系列產(chǎn)品，內(nèi)置BSD，支持過流、欠壓、過溫保護(hù)功能，具有FO故障輸出信號(hào)功能，絕緣耐壓滿足2500Vrms/min。目前已在國(guó)內(nèi)TOP汽車空調(diào)壓機(jī)廠商完成導(dǎo)入并量產(chǎn)。相對(duì)于同行產(chǎn)品，我司產(chǎn)品的開關(guān)損耗，溫升，過載能力等參數(shù)更具優(yōu)勢(shì)。

SDM30N60FA開關(guān)損耗測(cè)試波形如下：

測(cè)試條件：VDC=300V，VCC=VBS=15V，IC=10A；

其中彩色波形為我司產(chǎn)品波形，灰色波形為同行產(chǎn)品波形。從對(duì)比波形可以看出，我司產(chǎn)品波形開通速度更快，關(guān)斷拖尾電流更小，開關(guān)損耗對(duì)比同行產(chǎn)品電路更有優(yōu)勢(shì)。

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   開通波形                                                                    關(guān)斷波形