電子發燒友網：本文主要講述了汽車系統中的功率電子技術。

　　摘要：20世紀初，電子產品就被運用到汽車系統中。此外，在20世紀60年代，隨著固體電子產品的出現，汽車電子因此變得盛行起來。現今存在著幾種推動汽車市場對電子產品的需求，尤其是功率半導體器件需求的趨勢。它們分別是：

　　(1)先進的動力傳動系控制系統提高了燃油經濟性，減少了車輛排放。這些系統必須更精確地控制燃燒過程，連續不斷地提供狀態檢查，同時在系統需要正常運作所必需的功率和模擬控制功能。飛兆半導體的40V和60V PowerTrench MOSFET器件、高側開關以及智能點火產品能夠滿足這些要求。

　　(2)對于乘客舒適性和便利性功能的顯著需求，如座椅加熱和座椅制冷、自動座椅定位、高級照明以及多區暖通空調(HVAC)。這些系統應用都需要更大的功率和更多的功率管理。飛兆半導體的集成高側開關等產品具有高效控制和管理上述功率負載的功能。

　　(3)電動和混合電動推進系統等替代動力傳動系技術需要顯著增加汽車的功率處理能力，需要能夠處理1kW~40kW的DC/DC轉換器等新型汽車電子產品。根據車輛的結構，需要使用集成化混合動力總成(Integrated Starter Generator, ISG)和牽引馬達逆變器來處理5kW~120kW或更高功率。飛兆半導體的PowerTrench MOSFET、場截止IGBT、智能開關和柵極驅動器等通過了汽車產品認證的功率電子產品，采用分立或先進模塊形式提供，為這些先進系統提供了高成本效益解決方案。

　　(4)電動助力轉向等成熟的輔助系統正在越來越多地從機械式轉向電子式。隨著發展，這些系統要求更大的電流密度和更低的功率消耗。飛兆半導體的30/40V MOSFET和汽車功率模塊(APM)技術是提供這些應用所需的高效率和高功率密度解決方案的基礎。

　　使用飛兆半導體智能功率和功率技術的系統

　　1.分立式功率器件(DC-DC轉換器)

　　目前，最重要的環境問題之一就是作為運輸主要能源之一的碳氫化合物燃燒所產生的污染。混合動力車(HEV)和電動車(EV)正逐漸成為“綠色”運輸的替代動力傳動系統。這些車輛不僅涉及牽引部件，而且推動了電能轉換方面的新應用。混合動力車輛內的一種關鍵模塊便是用于電氣負載輔助電源的DC/DC轉換器，因為HEV和EV仍然使用頭/尾燈、加熱風扇以及音頻系統等輔助負載。該轉換器必須具有處理從高電壓轉換至12V電壓的能力，如圖1所示。

　　圖1 HEV/EV電氣負載需要能量轉換。

　　因此，應用工程師們將注意力集中在HEV和HE系統中的MOSFET和IGBT等高電壓功率器件上。有幾種控制從高電壓到低電壓的能量轉換方法。通常使用高電壓和低電壓之間隔離的全橋和移相技術，這類應用中的輔助功率轉換器代表著電池組對高壓直流總線的高效管理，根據電動馬達的功率不同，范圍在200V~800V之間。

　　此外，系統的效率是一個關鍵特性，并且是設計選擇的重要參數。轉換器的設計趨勢是在寬負載條件范圍內達到90%或者更高的效率。

　　轉換器的可靠性是至關重要的，因為故障會引起12V電池的泄放，從而造成所有靠電池電力驅動的附件的故障。另一方面，不能忽略效率和電磁兼容(EMC)問題。因此，有源箝位等軟開關和能量回收技術非常有益。