因應全球在2020年的二氧化碳排放法規,未來將有大量的電動車或油電混合車(HEV)上路。歐洲的二氧化碳排放量目標為每公里95公克,美國為每公里121公克,中國為每公里117公克及日本為每公里105公克。空間的限制是現有車輛平台要電動化的一大挑戰,變頻器要放入空間狹小的引擎室內,體積須盡可能縮小,而變頻器的尺寸則取決於所採用的功率模組。

因此,功率模組除了縮小體積,亦須提供足夠的電力來驅動電子驅動系統,另一方面功率模組的尺寸亦取決於內部功率晶片的耗電量,及冷卻晶片維持在最高接面溫度內的能力。

為了協助克服這些挑戰,英飛凌科技(Infineon Technologies)推出最新HybridPACK雙側散熱(DSC)功率模組系列,適用於油電混合車和電動車。新的功率模組尺寸極為精巧,僅42mmx42.4mmx4.77mm,此系列以HEV應用為目標,例如一般功率範圍介於40至50kW的主變頻器和發電機,若需要更高的功率,可將裝置並聯使用。

此功率模組的離散電感極低(只有15nH),另外阻斷電壓提高至700V。在這兩項因素可協助變頻器系統減少25%的切換損耗,同時仍具備高效率。藉由整合式隔離可將模組直接安裝在冷卻器上,無需外部隔離,因此簡化了系統整合。每個整合式IGBT晶片均內建電流感測器以提供過電流保護,此外晶片內建溫度感測器,可在過熱時降載並快速關閉。直接且精確的感測能力進一步改善系統監控,亦有助於簡化汽車系統供應商和汽車製造商的功能性安全架構。

藉由雙側晶片散熱與散熱器電子隔離的結合,讓HybridPACK DSC的熱阻RthJC大幅降低至0.1K/W,相較下目前HybridPACK功率模組的熱阻為0.12K/W。HybridPACK DSC模組技術亦可改善電子效能。離散電感是一項重要參數,由模組的尺寸及模組內部的電流路徑配置所決定,HybridPACK DSC的離散電感僅15nH,比參考模組少約40%,因此其切換耗損也降低25%。

HybridPACK DSC系列的第一款產品為FF400R07A01E3_S6,在半橋接組態下的ICnom為400A而VCES為700V,其工程樣品將於2016年9月開始供貨。系列中另一款產品在全橋接組態下ICnom為200A且VCES為700V,將於2016年10月開始供應工程樣品。其他適用不同功率範圍的版本仍在開發中。