在众多电动汽车中,需求最多的便是主逆变器,在这里,采用专门针对应用进行开发的芯片和封装解决方案至关重要。在(H)EV发展早期,普遍采用工业“砖”型模块(这些最初是设计用于工业离线应用),因此对于汽车的功率密度以及有限结构因数的限制基本没有考虑。它们一般包括IGBT和二极管,额定电压为600V或1200V,结温最高达到150℃。在室温范围内,短路保护性能限制在6μs.在汽车世界中,一个重要的因数是工作温度范围,其最低可以达到-40℃,在更低的温度下,IGBT和二极管的BV(击穿电压)下降,器件处理电压峰值时,潜在的会带来一些问题。为此,采用具有更高BV的功率元件将会受益,CooliRIGBT Gen 2平台便是一个示例。
为了保证最佳的系统效率,必须采用一个适当的二极管与IGBT相搭配。图1还介绍了CooliRDIODE Gen 2,这是一款超薄芯片,680V的超快速软件恢复二极管,提供了无振铃性能。Err和Vf根据应用进行平衡,很重要的一点是认识到针对空调应用,Err和Vf的平衡将与主逆变器的需要有所不同。最终,24至600A的二极管系列,都根据典型的应用,在每个电流水平上得到优化。近年来,对于稀土金属供应及成本的关注不断增加,促使电机厂商不得不寻求替代解决方案。电机变得更小型、更轻巧,而且同时还需要15~20kHz的频率范围(传统频率为5-10kHz),这种情况现在变得越来越普遍。与此相对应,这需要具有优异的高速度开关性能的IGBT和二极管,以保证开关损耗不会变得不可管理。更高的频率还意味着必须把关注点放在寄生电感、特别是封装上面。