3、汽车功率模块(APM)
高压(600 VDC)和低压(12-24VDC)系统都可以使用APM。飞兆半导体向汽车市场提供用于高压和低压系统的APM器件，它们几乎都用来驱动三相马达和制动器。两种电压范围的APM都采用直接键合铜(DBC)技术来实现热传导。
低压(LV)意味着以更大的电流来驱动通常与该类型解决方案相关联的较大负载。低压应用使用30V~60V N沟道MOSFET。电动助力转向和电驱动液压混合转向是两种最普遍的LV-APM解决方案。峰值相位电流能够达到100A以上。这需要大的铜质内部结构，用于芯片焊盘(die paddle)和电流通路以及多个大电流粘合引线。正温度系数(PTC)器件、无源EMC元件、分流器都达到了更高的集成度并提高了可靠性。电动助力转向中使用APM是实现机电一体化封装和低系统成本的关键。在静态停车时，相比液压系统，降低寄生引擎负载可以减小车辆引擎的尺寸，从而更小型车辆。低压模块用于EV/HEV车辆，也用在传统的内燃式引擎汽车上。
高压应用主要包括由高母线电压或主电池组供电的泵和风扇。典型的峰值相位电流<20A。这一市场中的模块化解决方案类似于许多工业市场中的应用，并使用类似的功率模块，IGBT和MOSFET解决方案均可使用。典型的模块有高压栅极驱动器，以及在共桥回路处用于诊断的某种电流水平感测。高压结构必须考虑到引脚间隙要求。在热管理方面，产品分为带或不带增强热传导的类型。模块化解决方案是小型集成解决方案的关键，功率处理器件位于制动器附近，甚至工作于变速箱等极端环境中。高压模块几乎都用于EV/HEV车辆中。
三、详细的应用示例
1、汽车前灯应用
车前灯是汽车的最重要部件之一。车灯应用中电池的标称电压是13.2V。但是，电池的电平随着驾驶条件而变化。高输入电压(13.2V ~ 16V)可能影响车前灯的耐用性。如图3所示，电池电压升高6%，车灯的使用寿命减少50%。
图3，各种电压下的车灯寿命曲线。
此处，车灯寿命为小时数。此外，在打开车前灯时，大的涌入电流会缩短车灯的使用寿命，因为灯泡灯丝的热阻低。
例如：55/60W灯泡在13.2V下的使用寿命是1，000小时。使用等式1：
14V下灯泡的寿命时间约为465小时，因而，将PWM控制用于带有智能MOSFET的灯泡，可以延长灯泡的使用寿命。为了延长车前灯的使用寿命，在电池电压高于标称电压13.2V时，使用限制电流的方式来实现功率调节。使用PWM来控制输入电压。等式3使用占空比定义了RMS电压：
此处，D——占空比，VBAT——电池电压。
当电池电压高于标称电压时，如图4所示，确定PWM占空比。
图4，不同电压下的稳定功率消耗。
此处：VNOM——标称电压；VRMS ——RMS电压；VBAT ——电池电压；RLAMP ——灯泡电阻。
这种计算占空比的方法是采用PWM平方或者电压的二次式（square PWM or quadratic voltage regulation）使用软启动方式限制涌入电流。在一种测试应用中，使用PWM在100Hz频率下实现功率调制。图3显示电压处于标称电压附近时功率没有上升，从而保护了灯泡。
图5，不受限与受限制的启动电流比较。 |
