驱动电机IGBT单管并联方案控制及应用

浪浪沙

　　英飞凌IGBT模块

　　驱动电动机IGBT单管并联技术,可以在降低成本的同时为平台化开发提供便捷,而且更利于布置设计结构以及整车前驱和后桥驱动。从均流、温升和耐久试验等方面结合测试结果,详细介绍单管并联技术关键影响因素。

　　在IGBT模块中,针对标准模块在电动汽车驱动电机控制系统中存在不同功率应用时容易出现容量受限及结构安装等问题,有必要引入一种新的解决方案,对于不同应用场景需求,可以自由组合形成合理的成本与设计匹配。IGBT单管并联方案就可以有效解决电源容量问题,并控制输出电流的大小和温升。

　　目前市面上单管并联主要应用在mosfet上,应用平台是低速电动车,如60～72V或者是96V、115V和144V等电压平台系统,IGBT的单管因涉及高电压、大电流,目前仅有特斯拉等少数企业应用。当前300～400V平台的IGBT模块主要还是英飞凌等企业应用较广泛,斯达也逐步融入电动汽车领域,形成一定的份额。

　　英飞凌的IGBT产品成熟可靠,备受市场青睐,然而因市场需求增加,其产品无法满足各类车企及零部件供应商采购周期。在这种大的环境下,IGBT单管并联成为一种不错的选择,可以在性能不变的情况下,应用IGBT单管并联方案,通过先进的均流技术减少器件热量,降低单个器件电流负担,温度明显降低,效率显著提升,同时单管方案具有成本优势和灵活的布置结构,尤其是其结构与未来电机电控的高度集成融合可行性较强。

　　单管方案原理

　　根据IGBT原理特性及应用,IGBT单管并联方案的可行性存在两种方式:一种是桥臂并联,另一种是直接并联。桥臂并联就是在半桥中串入电抗,通过电抗均流再输出,此方案对电抗的设计驱动方式、选型、成本和效率要求均非常高,不利于推广。而直接并联是将单个封装的IGBT(如TO247封装)进行并联式的连接,将单个IGBT的C极和E极进行并联