厂商有推哪些适用于混合动力汽车应用中的功能器件？

DC/DC变换器有许多应用领域，电动汽车、混合动力汽车等新能源汽车是其主要应用领域之一。DC/DC变换器在电动汽车、混合动力汽车中主要有以下三种应用类型，我们一起来了解一下。

一、高压升压器

这种高压升压器，是一种选择性的架构，主要是某些整车企业为了提高动力系统的效率，选择用一个Boost的升压器来提高逆变器输入的总线电压。

因此，这个部件集成在逆变器里面，作为动力总成的一部分。

此类器件，由于在特定的部件条件下，通过系统设计优化出来的一个附带产物，并不是每个整车企业都需要选择。

特别是随着锂电化带来的系统电压等级的升高，这个器件对于普通的零配件企业而言不是很好的机会。

二、高低压转换器(辅助功率模块)

此模块的主要作用是取代传统的12V发电机。

强混以上的系统之中，发动机输出的动力直接驱动高压继电器对高压电池系统进行补电，传统的12V用电负荷，则完全依靠这个DC/DC变换器供给，因此传统的用电负荷补给也就落实到了这里。

此类器件，几乎所有的新能源汽车都会应用，功率范围从1KW-3KW，也是未来48V系统的一个核心元件。

全球知名车载DC/DC变换器生产厂家“迪龙新能源”提供的产品主要是这类器件，当然还有车载充电机OBC、车载集成一体机、DC/DC电源模块等产品。

车载DC/DC变换器、车载充电机OBC以及车载集成一体机被统称为车载电源。

迪龙DC/DC变换器

迪龙新能源是国内车载电源细分领域龙头企业，也是全球知名的车载电源产品生产供应商。

其研发生产的车载DC/DC变换器已经出口到韩国、日本、东南亚、澳大利亚、加拿大、意大利、欧美等数十个国家和地区。

被广泛应用于中高端纯电动汽车、混合动力汽车、纯电动商务车、纯电动大巴车、高端电动工程机械车、电动船(艇)等领域。

迪龙 DC/DC变换器

此类高压转低压DC/DC变换器的功能是将动力电池的高压直流电转换为12V、24V、48V的低压直流电，为汽车仪表、车灯、雨刷等低压电气设备提供电能。

目前迪龙新能源公司开发生产的DC/DC变换器已经涵盖了自冷式、风冷式、水冷式、可集成式和客车专用式等类型产品，产品输出功率范围覆盖了0.3KW-5KW，充分满足市场对不同功率产品的需求。

三、12V电压稳定器

12V电压稳定器，主要是用在部分Start-Stop系统，目前在欧洲SS系统已经应用非常广泛了。

在启动过程中，如果采用某种架构用来防止电压波动对一些敏感器件产生影响，这里的敏感负载主要包括用户可见的用电负载，如内饰灯和收音机等。

电压稳压器的功率等级，随着敏感用电器的负荷而定，一般为200-400W。

总体而言，此类器件功率等级较小，成本要求较为苛刻，欧洲的零部件厂家切入较早，这类器件的技术已经非常成熟。

一般说来，混合动力汽车的关键部件包括发动机、电动机、电池、混合动力控制系统等。内燃机是现今应用于汽车最主要的动力装置。与传统内燃机汽车有所不同，混合动力汽车中的发动机需较长时间以大功率运转，但不需频繁改变功率输出。

混合动力汽车的电动机作为辅助动力来减少燃料的消耗和实现低污染，或在纯电动驱动模式时实现“零污染”。混合动力汽车上电动机的工作条件及其工作模式与传统电动机相比有着很大的区别，这些区别使得工业电动机不适合在汽车上使用。混合动力汽车可以采用直流电机、交流感应电机、永磁电机和开关磁阻电机等。随着混合动力汽车的发展，直流电机已经很少采用，大多采用感应电机和永磁电机，开关磁阻电机的应用也得到重视，还可以采用特种电机作为混合动力汽车的驱动电机。

混合动力汽车一般具有两个动力电池系统，一个是为车上常规电器提供电压的低压(如12V)直流动力电池系统和另一个高电压直流动力电池系统。高电压直流动力电池系统经过DC/AC变换器给电机提供交流电能，同时它还将存储电机发电所产生并经DC/DC变换器变换后的直流电。高压直流动力电池系统储电量和电压随混合动力系统的要求而变化。混合动力汽车的高压直流动力电池从36~600V以上不等，所有混合动力设计采用串联连接的动力电池均是为了获取所需的直流电源电压。

在混合动力汽车上普遍地采用以计算机为核心的现代计算机技术和自动控制技术，各种诸如自适应控制技术、模糊控制技术(Fuzzy)、专家控制系统(ExpertSystem)及神经网络控制系统(NeuralNetworks)等智能控制系统逐渐应用到了混合动力汽车上，使混合动力汽车更加安全、节能、环保和舒适。

日益严格的能效及环保法规推动汽车功能电子化趋势的不断增强和混合电动汽车/电动汽车(HEV/EV)的日渐普及，这加大了对高能效和高性能的电源和功率半导体器件的需求。安森美半导体作为汽车功能电子化的领袖之一和全球第二大功率分立器件和模块半导体供应商，提供广泛的高能效和高可靠性的系统方案，并采用新型的宽禁带材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等进行新产品开发，用于汽车功能电子化和HEV/EV应用。

HEV/EV重点应用及方案概览

HEV/EV的重点应用有：车载充电器、电池管理、牵引逆变器、辅助逆变器、48 V皮带启动发电机(BSG)和DC-DC转换器。

典型的HEV/EV高压应用框图如图1所示。交流电源通过车载充电器输出直流电源，由电池管理系统给高压电池充电，同时，高压电池为主逆变器、辅助高压逆变器及高压PTC加热器提供电源，除了以上高压负载以外，HEV/EV汽车还有很多低压负载，需要高压转低压 (HV-LV) 的DC-DC提供电源。

对于车载充电器，可采用沟槽IGBT分立器件及模块、超级结MOSFET、SiC MOSFET分立器件及模块作为PFC升压开关及DC-DC全桥，同时采用整流器作为输入输出整流桥及PFC升压应用。对于主逆变器，可采用IGBT裸片、SiC MOSFET裸片、分立器件及模块。对于HV-LV DC-DC，可采用沟槽IGBT分立器件及模块、超级结MOSFET、SiC MOSFET分立器件及模块作为全桥，及采用整流器作为输出整流桥。对于辅助逆变器，可采用沟槽IGBT分立器件及模块。对于高压PTC加热器，可采用沟槽和平面IGBT分立器件。对于48 V BSG，可采用中压MOSFET模块。

汽车IGBT分立器件

安森美半导体的IGBT技术处于行业领先地位，已从最早的穿通型(PT)、非穿通型(NPT)发展到了现在的场截止(FS)平面及沟槽工艺。FS IGBT的特性及性能为：低导通和开关损耗;正温度系数便于并联运行;最大结温 : Tj=175degC;紧密的参数分布;大的安全工作区域(SOA)。目前安森美半导体的第三代场截止(FSIII)工艺的产品性能已接近行业顶尖水平，并将于2018年开始研发FSIV工艺。

安森美半导体目前提供的汽车级分立IGBT的电压范围主要是600 V至650 V、电流范围从20 A至160 A，同时提供D2PAK、TO247等多种封装选择。

除了传统的 分立器件和模块，安森美半导体同时提供汽车级裸片，目前公司已量产的IGBT和快恢复二极管(FRD)裸片主要是650 V产品，电流包含160 A、200 A和300 A，同时积极研发750 V和1200 V IGBT和FRD裸片。

安森美半导体提供集成电流检测及温度检测的IGBT裸片。电流检测功能通过测量一个并联的小IGBT的电流，然后乘以一个已知的比例因子来实现，适用于过流、芯片组算法来提高整个温度范围内的电流检测精度。温度检测功能通过测量一串多晶硅二极管的正向电压VF来实现，VF与温度线性相关，用作硅结的精确的温度传感器。

汽车高压整流器

根据不同的应用，整流器可选择更低导通损耗或更低开关损耗的产品，各类产品的主要特点及应用如图2所示。

安森美半导体量产的汽车级高压整流器包括600 V、1000 V和1200 V的产品，电流从4 A至80 A，提供DPAK、TO220和TO247等多种封装选择。

牵引逆变器功率模块

安森美半导体创新了双面散热汽车高压功率模块，用于牵引逆变器，采用双面可焊接工艺晶圆集成电流及温度检测功能，结合紧凑的布局，从而实现同类产品最佳的热性能及电气性能：降低约40% 热阻，杂散电感低至7 nH。其模块化的结构增加功率密度，减小尺寸、重量及成本，实现紧凑的系统设计。通过最佳的沟槽场截止IGBT配合软恢复二极管以提供最佳性能。超低寄生效应的单个裸片实现简化的门极驱动器，额外的表面使其它电子器件如总线电容实现无源散热，精密的传感器用于高速及准确的系统诊断。

该系列模块提供650 V和1200 V电压选择，额定电流400 A至1000 A，满足广泛的功率等级，最多可扩展至6套，用于包括升压转换器的完整混合逆变器动力传输系统，实现最低的系统成本。

其模块化及通用设计实现水平及垂直装配。对于水平安装，电源脚支持螺钉、焊接或焊锡连接，提供多种引脚弯曲选项，信号引脚支持press fit选项。对于垂直安装，提出超紧凑的3D概念，最适用于混合电动汽车及插电混合电动汽车(HEV & PHEV)，集成逆变器、发电机及DC-DC升压器到单个液体冷却系统。