车规模块系列(十):模块内部集成RC-snubber

原创 功率半导体那些事儿 2024-09-04 07:18

好久不见!断更了快五个月了,每每想写点什么,都只是反复提笔,毫无进展。反复之间就好似这时光,流逝的背后似乎并没有留给我们太多的东西。

上周的PCIM展,见到了之前很多朋友,寒暄之间都流露出了半导体竞争的激烈和不易。再看看各家的展台,进口的依旧有着那份隐藏的傲气,而国产依旧有着虚心求学的谦逊。在我看来,当下并不是优胜劣汰,更多的是适者生存!

当下


从风光储到新能源汽车,给到我更多的感觉是,前者相对而言看到的更多在拓扑的配置和优化(不同三电平拓扑),后者更多的是封装的优化(两电平而言,封装的“细枝末节”会更多)。所以汽车中见到的属封装变动最多,之前我们也聊过好几款封装类型,而风光储更多的还在基于62mm,ED3,Easy系列等封装基础上优化芯片配置。

众所周知,400V到800V平台的演变在新能源汽车而言已经不算什么新鲜事,但是800V只是一个广义上的电压,具体的电池电压或者说母线电压可能会比它高很多,这样就意味着越来越压榨半导体器件的耐压上限(虽然实际上的耐压值会比Datasheet上的高一些),但为了可靠性而言都会要求在额定电压之内。从电压的维度而言,这就是为什么要求减小尽可能降低系统杂散电感。再加上碳化硅的“快”,电压尖峰一直备受关注,不管是关断尖峰还是二极管反向恢复尖峰。

除了想方设法地降低杂散电感(越来越难,或者相对性价比较低),或者是从芯片角度优化其特性(都会伴随着取舍),那么还有一种在风光储很常见的抑制措施--RC Snubber

那为什么这么常见还拿出来说事呢,那就说到今天写这篇文章的契机了,是因为周末晚上看到了一篇欧洲PCIM展的文章,把RC snubber集成到模块内部

RC Snubber


与良好稳定的Si-IGBT解决方案相比,碳化硅提供了更快的切换和更低的静态和动态损耗。然而,快速的碳化硅开关可能会出现振铃和明显的电压超调现象,这主要是由高电流瞬变和电路寄生参数引起的。所以改变寄生参数会给振荡带来一些改善,相对于常见的电阻和电容串联的RC电路而言,IFX基于硅基材料制成的RC芯片如下,

电容利用蚀刻在硅晶片表面的深沟槽阵列,随后填充电介质和高掺杂多晶硅形成。

面积为= 0.25 cm²的RC-snubber芯片电阻和电容值与尺寸相关的函数关系。

基于IFX750V SiC MOSFET的HPD模块,上下半桥分别布置RC-snubber芯片,基板Layout如下,

RC-snubber芯片的参数为ESR=3.8Ω,ESC=4.6nF。

基于双脉冲测试对比


基于双脉冲测试,母线电压VDC=400V下,得到了正向开通电流和二极管反向恢复的电压波形,如下

可以明显地看到,增加RC-snubber有效地抑制了阵地和电压尖峰。电流尖峰幅值的增加是由于snubber电容放电而产生。

相同的尖峰电压限制下,带有RC-snubber的开通电阻能够选得更小,开关速度可以做得更快,相应IGBT的开通损耗能够得到降低,但对应的二极管反向恢复损耗将会增大。

同样的,也监控了相同关断电阻下,关断尖峰并没有明显减小,可能是电容值取得较小。

相同电压尖峰限制下,有无RC的损耗对比,由于带RC的开通电阻可以取得更小,所以开关损耗能够得到降低,

相同的驱动参数下,带RC的由于电流尖峰幅值较高,能量相对有所增加,

所以,为了提高RC-snubber的效率,必须降低RC-snubber的峰值电流。

同时针对逆变器级别也进行了测试,由于增加了RC-snubber芯片,emi振幅降低了30 dB,对于二极管恢复可以观察到显著的vmax降低。因此,可以使用较低的RG,on,从而导致较低的总动态损失(26%)。这种节约效果是显著的,表现在8%的rms电流或12%的结温度。这些发现有助于增加rms输出电流或减少有源芯片面积,以节省成本。

小结


今天只是想借着英飞凌关于在模块内部增加RC-snubber的文章,表达对于能够有新想法新思路的敬意,同时希望能够给我们带来一些新的思路和想法。至少,在“内卷”的当下,我们好像弄丢了太对的“异想天开”。


今天的内容希望你们能够喜欢!


参考文献:

"HybridPACKTM Drive Power Module with SiC- MOSFETs and  Monolithic RC- Snubber Chips for Optimized Power Density"--Andre Uhlemann, Nikolaj Gorte, Andreas Groove, Thomas Hunger 

Infineon Technologies AG, Germany

END

Power semiconductors

关注微信号,让我们由浅入深慢慢丰富功率半导体那些事儿!



点分享
点收藏
点在看
点点赞

功率半导体那些事儿 从易到难,慢慢地支撑起整个半导体的框架,一个从零开始学习功率半导体的地方,我们可以一起谈谈功率半导体的那些事儿。
评论
  • 产品质量合格率偏低会引起质量成本(也称“劣质成本”)的大幅增加。质量成本通常分为内部损失成本和外部损失成本两部分。内部损失成本是指产品交付前因质量不合格造成的损失,包括返工、报废等;外部损失成本是指产品交付后因质量问题导致的损失,如退货、召回等。此外,质量问题还会影响生产效率,带来额外人工和停工损失。下面分别介绍各类损失的具体计算方法和公式。直接成本损失(内部故障成本)直接成本是由于产品在出厂前质量不合格所造成的看得见的损失。常见的直接损失包括返工、报废以及由此产生的额外原材料消耗等。返工成本:
    优思学院 2025-03-05 15:25 77浏览
  • 1. 背景在汽车电子系统测试中,CANoe作为主流的仿真测试工具,常需与云端服务器、第三方软件或物联网设备进行交互。随着CANoe与外部软件、服务器或设备交互越来越多,直接使用Socket进行通信往往不能满足使用需求,依托于CANoe 的连接功能集(Connectivity Feature Set),以及Distributed Object(DO)功能,可以仿真HTTP节点,实现设备与服务器等之间的通信,保证数据处理的可靠性和便捷性。本文详细解析如何利用CANoe搭建HTTP测试环境,并提供典型
    北汇信息 2025-03-05 11:56 87浏览
  • 随着自动驾驶技术的迅猛发展,构建高保真、动态的仿真场景成为了行业的迫切需求。传统的三维重建方法在处理复杂场景时常常面临效率和精度的挑战。在此背景下,3D高斯点阵渲染(3DGS)技术应运而生,成为自动驾驶仿真场景重建的关键突破。一、3DGS技术概述与原理1、3DGS的技术概述3DGS是一种基于3D高斯分布的三维场景表示方法。通过将场景中的对象转化为多个3D高斯点,每个点包含位置、协方差矩阵和不透明度等信息,3DGS能够精确地表达复杂场景的几何形状和光照特性。与传统的神经辐射场(NeRF)方法相比,
    康谋 2025-03-06 13:17 120浏览
  • 多人同时共享相同无线网络,以下场景是否是您熟悉的日常?姐姐:「妈~我在房间在线上课,影音一直断断续续的怎么上课啊!」奶奶:「媳妇啊~我在在线追剧,影片一直卡卡的,实在让人生气!」除此之外,同时间有老公在跟客户开在线会议,还有弟弟在玩在线游戏,而妈妈自己其实也在客厅追剧,同时间加总起来,共有五个人同时使用这个网络!我们不论是在家里、咖啡厅、餐厅、商场或是公司,都会面临到周遭充斥着非常多的无线路由器(AP),若同时间每位使用者透过手机、平板或是笔电连接到相同的一个网络,可想而知网络上的壅塞及相互干扰
    百佳泰测试实验室 2025-03-06 16:50 42浏览
  • 案例1 2008款保时捷卡宴车行驶中发动机偶发熄火故障现象 一辆2008款保时捷卡宴车,搭载4.8 L 自然吸气发动机,累计行驶里程约为21万km。车主反映,该车行驶中发动机偶发熄火;重新起动,发动机能够起动着机,只是起动时间延长,且组合仪表上的发动机故障灯异常点亮。 故障诊断接车后试车,发动机起动及怠速运转正常。用故障检测仪检测,发动机控制单元(DME)中存储有故障代码“P0335 曲轴位置传感器A电路”,由此怀疑曲轴位置传感器信号偶尔异常,导致发动机熄火。用虹科Pico汽车示波器测
    虹科Pico汽车示波器 2025-03-05 11:00 62浏览
  • 在六西格玛项目中,团队的选择往往决定了最终的成败。合适的团队成员不仅能推动项目顺利进行,更能确保最终成果符合预期。因此,组建六西格玛团队时,必须挑选最合适的人才,确保他们具备必要的能力和特质。团队主管的关键特质每个精益六西格玛项目都需要一位主管来带领团队。他们不仅需要具备领导力,还要能够分析数据、制定策略,并与管理层和团队成员高效沟通。团队主管的核心职责包括:领导团队行动:能够激励成员,确保团队朝着既定目标前进。数据分析能力:精通数据处理和分析,能基于数据做出决策。沟通协调:能够在管理层和团队之
    优思学院 2025-03-06 12:51 98浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖2025年全国两会进行时,作为“十四五”规划收官之年,本届两会释放出坚定目标、稳中求进、以进促稳等信号。其中,企业家们的建议备受关注,关系到民营经济在2025年的走向。作为国内科技制造业的“老兵”,全国人大代表、TCL集团创始人及董事长李东生在本届两会中提出三份代表建议,包括《关于优化中国科技制造业融资环境的建议》、《关于加强AI深度伪造欺诈管理的建议》和《关于降低灵活就业人员社会保险参保门槛的建议》,表现出对科技制造、AI发展和劳动者保障方面的关注。会后,李东生接受
    华尔街科技眼 2025-03-06 19:41 47浏览
  • 引言嘿,各位电动汽车的爱好者们!咱们今儿个就来聊聊电动汽车里那些“看不见,摸不着”,但又至关重要的零部件。要说电动汽车这玩意儿,那可真是科技含量满满,各种高精尖的技术都往里堆。但要让这些高科技玩意儿协同工作,稳定可靠地运转,那就得靠一些幕后英雄,比如说——电容器。你可能会想,电容器?这不就是电子电路里常见的元件嘛,能有多重要? 哎,你可别小瞧了这小小的电容器。在电动汽车的心脏地带——高压直流转换器(DC-DC转换器)里,车规级的电容器那可是扮演着举足轻重的角色。 今天,咱们就聚焦分析三星电机车规
    贞光科技 2025-03-05 17:02 90浏览
  • 文/Leon编辑/侯煜‍2008至2021年间,创维以高举高打的凌厉之势,果断进行投资,一度成为中国市场大屏OLED产业的旗手,引领着显示技术的发展方向。但近年来,创维在 OLED 领域的发展轨迹却逐渐模糊,态度陷入暧昧不明的混沌状态。究其根源,一方面,创维对过往的押注难以割舍,在技术革新与市场变化的浪潮中,不愿轻易推翻曾经的战略布局;另一方面,早期在大屏OLED 技术研发、市场推广等环节投入的巨额资金,已然形成沉没成本,极大地限制了创维在显示技术路线上的重新抉择。但市场瞬息万变,为适应激烈的行
    华尔街科技眼 2025-03-05 20:03 147浏览
  • 服务器应用环境与客户需求PCIe 5.0高速接口技术的成熟驱动着生成式AI与高效能运算等相关应用蓬勃发展。在随着企业对服务器性能的要求日益严苛,服务器更新换代的周期也持续加快。在此背景下,白牌与DIY(Do It Yourself)服务器市场迎来了新的发展契机,但同时也面临着更趋复杂的技术挑战。传统上,白牌与DIY服务器以其高度客制化与成本效益优势受到市场青睐。然而,随着PCIe 5.0等高速技术的导入,服务器系统的复杂度大幅提升,对组装技术与组件兼容性也就提出更高的要求。举个简单的例子来说,P
    百佳泰测试实验室 2025-03-06 17:00 50浏览
  • 在当今竞争激烈的市场环境中,企业不仅需要优化成本,还需积极响应国家的能源政策,减少对环境的影响。提升工业能源效率正是实现这一双重目标的关键。中国近年来大力推进“双碳”目标(碳达峰、碳中和),并出台了一系列政策鼓励企业节能减排。通过宏集CODRA的Panorama解决方案,企业可以获得专为这一目标设计的SCADA工具,实时监控和调整所有工业设备的能耗。特别是其中的能源管理模块,能够有效分析数据,预防故障,避免能源浪费。Panorama的优化技术宏集CODRA提供的解决方案,尤其是Panorama
    宏集科技 2025-03-06 11:25 115浏览
  • 概述随着工业4.0的深入推进,制造业对自动化和智能化的需求日益增长。传统生产线面临空间不足、效率低下、灵活性差等问题,尤其在现有工厂改造项目中,如何在有限空间内实现高效自动化成为一大挑战。此次项目的客户需要在现有工厂基础上进行改造,空间有限。为此,客户选择了SCARA型线性轴机器人作为执行设备。然而,SCARA机器人的高效运行离不开强大的控制系统支持。宏集凭借其先进的智能控制系统,为客户提供了高效、灵活的自动化解决方案,确保SCARA机器人在有限空间内发挥最大效能。一、客户需求在此次改造项目中,
    宏集科技 2025-03-06 11:27 120浏览
  • ASL6328芯片支持高达 6.0 Gbps 运行速率的交流和直流耦合输入T-MDS 信号,具备可编程均衡和抖动清理功能。ASL6328 是一款单端口 HDMI/DVI 电平转换 / 中继器,具有重新定时功能。它包含 TypeC双模式 DP 线缆适配器寄存器,可用于识别线缆适配器的性能。抖动清理 PLL(锁相环)能够消除输入抖动,并完全重置系统抖动容限,因此能更好地满足更高数据速率下 HDMI 抖动合规性要求。设备的运行和配置可通过引脚设置或 I2C 总线实现。自动断电和静噪功能提供了灵活的电
    QQ1540182856 2025-03-06 14:26 86浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦