受控的大電流─緊湊型汽車動力系統

3新穎的技術

影響功率系統效率和可靠性的因素有很多。為了實現能量、成本和空間效率的最大化，以及高可靠性，在設計和制造功率系統的過程中，將最好的硅元件、封裝、布局、熱性能以及控制結合起來是重要的。如果設計者依靠現成的組件，這通常是困難的。能夠優(yōu)化硅元件的選擇并能夠為系統的最優(yōu)性能將其連接起來是重要的。

許多系統供應商關注單一的技術，如MOSFET或IGBT，或可能專注于單一電壓應用。然而，現今系統需求的很大差異，使得能夠從最廣泛的半導體技術中選出一個最適合應用的技術是很重要的。此外，在設計過程中還必須考慮到許多取決于半導體技術的問題以及它們之間的關系，以確保硬件為應用而進行了優(yōu)化，這一點也是重要的。由于賽米控是功率半導體的主要制造商，它可以超越一些領域的界限，如溫度和尺寸大小。例如，公司生產的IGBT和MOSFET驅動器產量非常大，并由此開發(fā)了優(yōu)化過的專用集成電路（ASIC），大大減少了元件的數量，提高了可靠性，同時顯著減小了尺寸。

當前的電力電子發(fā)展目標是實現更高的電流密度、系統集成度和更高的可靠性。同時，要求低成本、標準化接口以及靈活的模塊化系列產品的呼聲也越來越多。賽米控通過使用在輔助和負載連接方面使用彈簧觸點而引領了潮流。

經典模塊設計的可靠性，對于許多開發(fā)中的電力電子應用來說是不夠的。例如，這些模塊都受限于其承受被動溫度循環(huán)的能力。因此，必須開發(fā)能夠適應現代應用高可靠性要求的新技術。

功率模塊壽命的一個主要限制是焊錫疲勞的問題。在傳統的結構中，這是功率模塊使用壽命終結的一個原因，特別是在較高的溫度波動下，這在大多數應用中是很突出的。已開發(fā)出幾種新技術來消除所有焊錫層。與傳統結構相比，每種技術都提供一個小的優(yōu)勢，但結合在一起，帶來了巨大的效益。

由更高的溫度和更寬的溫度變動幅度導致的最顯著問題是焊層的脫落。在最新的SKAI系統中，通過使用燒結技術而非焊接來將半導體芯片與陶瓷基板相連，此問題已得到徹底解決。這意味著更高的運行溫度和更高的可靠性會成為可能。燒結鍵合是一個薄銀層，與焊點相比具有優(yōu)越的熱阻，空洞很少也很小。它不受制于影響焊點的脫落現象，從而熱阻小，幾萬次功率循環(huán)后仍舊保持小阻值。銀的高熔點還可以防止過早的材料疲勞。