作者：Faheem Zahid, Littelfuse。产品营销司理 Jose Padilla, Littelfuse产品办理高档总监。

Littelfuse推出新式1300V A5A沟槽分立式。IGBT。，专为800V电动轿车（BEV）使用而规划。这些IGBT具有优化的集电极-发射极饱满电压（VCE(sat)）、强壮的短路才能和更大的。电流。规模。特别适用于。PTC。加热器、放电电路和预充电体系等使用，这些使用的重点是更高的浪涌电流和低导通压降，而不是高开关频率。

布景。

轿车行业正活跃拥抱可持续发展，其间电动轿车（BEV）因其高功率和零尾气排放而走在前列。2023年，BEV和插电式混合动力电动轿车（PHEV）的全球销量到达1360万辆，比2022年增加了31%。据预测，这一数字在未来几年还将加速增加。

虽然有所增加，但应战依然存在。过高的本钱、过长的充电时刻和有限的行进路程持续阻止着它的广泛使用。为了处理这些问题，制作商正在推出800V BEV体系。这种更高的电压架构可加速充电速度，大大削减充电时刻和本钱。

硅技能并未消亡。

自电动轿车（EV）大规模使用的开始几年起，碳化硅（SiC）和其他宽带隙（WBG）技能就被认为是各种BEV子体系的抱负候选资料。与硅比较，WBG资料具有更高的带隙和更大的击穿电压，因而可以完成更高的电流密度、更高的开关频率并下降整体损耗。这些长处使体系规划人员可以进步功率、缩小体积和减轻分量，特别是在答应高开关频率的使用中。因而，正如很多研讨标明的那样，碳化硅已成为牵引。逆变器。的干流技能，但也有一些破例。

硅制作工艺的老练性、丰厚的可选项、较低的本钱、较简略的。栅极驱动。办法以及器材的牢靠性，使得硅功率。MOSFET。和IGBT依然是WBG技能的可行替代品。挑选适宜的器材取决于技能熟练的规划人员，而作为供货商，咱们有职责供给全面的挑选，以满意不同的需求和偏好。

在需求低开关频率的使用中，传导损耗和热规划的简易性都是至关重要的要素。WBG器材固有的高功率密度会给热办理带来应战，而硅IGBT和MOSFET较大的芯片面积则有利于在这些情况下更轻松地进行热办理。

电动轿车有杂乱的电路，包含一些对。半导体。开关频率要求不高的子体系。

使用。

图1展现了电动轿车中的通用电池分配单元（BDU）。

图1 电池分配设备。

热办理PTC子体系、预充电电路和放电电路中的并不一定需求更高的开关频率。相反，它们需求低传导损耗、高浪涌电流才能半导体器材，以完成高牢靠性。

BEV的热办理。

传统内燃机（ICE）轿车自身会发生很多的热能糟蹋，而电动轿车则不同，它的功率要高得多。但这种功率的结果是，它们不会发生满意的废热来加热。

电动轿车（EV）有两个与热办理相关的重要要求：

电动轿车电池调理。

在冰冷环境条件下的车内空间加热。

在冰冷的环境温度下，PTC加热器和热泵可用于调理电池以到达最佳功用，发生的热量还可用于车内空间加热。PTC加热器的典型电路装备如下所示。

图2 PTC加热器电路。

在这种使用中，IGBT的开关频率从几十赫兹到几百赫兹不等。低导通压降、牢靠经用（短路才能）和杰出的半导体热功用是这一使用的要害要素。

放电电路。

800V BEV体系中直流母线。电容器。的放电要求，高压。电池电动轿车的要害安全协议要求在两种不同的运转情况下对直流母线。电容。器进行放电：

正常运转封闭。

紧迫情况，如磕碰后或严峻毛病检测。

这些放。电机。制是根本的安全功用，旨在下降车内人员和。修理。人员触电的危险，一同避免潜在的火灾危险。依据制作商的危险评价协议，这种使用一般被划分为轿车安全完整性B级（ASIL-B）。

在800V BEV架构中，标称电池电压归于B类电压（60V 1500V）。依据ISO 6469-4安全规则，体系有必要保证在紧迫情况下快速下降电压。具体来说，在磕碰后车辆中止后的5秒内，总线电压有必要降至并保持在直流60V以下。

典型的放电电路如图3所示。

图3 直流链路电容器放电电路。

直流母线电容器可经过IGBT放电。需求时，翻开IGBT，经过与IGBT串联的Rdis。电阻器。对电容器中的一切能量进行放电。具有高浪涌电流才能的牢靠IGBT关于这种使用十分重要。

预充电电路。

预充电电路一般用于电动轿车（EV），包含。电池办理。体系和车载充电器，以及。电源。和配电设备等工业使用。在电动轿车中，操控器。不只要处理高电容。电气。元件，还要经过操控电机的功率流来保证电机平稳高效地运转。预充电电路中的高压正负接触器可安全地衔接和断开电容器的电源，避免启动时发生过大的浪涌电流。它们可保证充电受控，并在必要时经过阻隔组件来保护体系安全。假如没有预充电电路，接触器在闭合进程中可能会发生熔化，导致时刻短电弧和潜在损坏。

其间一种预充电电路拓扑结构如图4所示。

图4 预充电电路。

在上述电路中，有两个大电流、高电压接触器S1和S2，以及一个独自的预充电开关T1和一个直流链路电容器C1，它们与负载（如牵引逆变器）并联。起先，两个大电流接触器S1和S2都处于断开状况，将高压蓄电池与负载的两个。端子。阻隔。预充电开始时，开关T1（1300V A5A IGBT）与高压负极接触器S1一同闭合，使直流链路电容器充电至与蓄电池相同的电压。预充电进程完毕后，开关T1翻开，高压正极接触器S2封闭。因为直流链路电容器在高压正极和负极接触器闭合之前现已充电，因而不会发生显着的浪涌电流。1300V A5A IGBT具有很高的浪涌电流才能，因而十分合适这种使用。

图5显现的是Littelfuse的BDU演示板，其间包含一个1300V A5A IGBT。

图5 Littelfuse的BDU演示板。

Littelfuse供给1300V A5A沟槽式IGBT。

为了满意800V BEV不断发展的需求，Littelfuse推出了全新系列的1300V沟槽分立式IGBT，如下图6所示。这些器材专为需求下降传导损耗（Pcond）、杰出热功用和牢靠性的使用而规划。该系列的A级IGBT具有优化的低集电极-发射极饱满电压（VCE(sat)），然后进步了低频开关功用。这些IGBT具有高达10µsec的短路牢靠性。这一特性特别适用于要害的BEV体系，如对车内空间加热和电池调理至关重要的PTC加热器。此外，这些IGBT还可用于预充电和放电电路。

图6 1300V A5A产品阵型。

该系列包含集电极电流为15A、30A、55A和85A（外壳温度为110°C）的单通道IGBT。封装选项有SMD TO-263HV、TO-268HV和插件TO-247。与传统的三引脚TO-263和TO-268封装比较，SMD封装的HV版别具有更强的爬电和电气间隔。 量产时刻为2025年。

功用和优势。

更高的击穿电压BVCES：1300V击穿电压专为800V BEV架构定制，适用于乘用车和重型货车。1300V额外电压可为直流母线电压供给缓冲，直流母线电压会依据电池的充电状况而动摇，但是1200V额外电压的器材可能会带来使用危险。

1300V的器材电流规模更广：集电极电流规模为15A至85A（110°C时），可满意乘用车和重型车辆的各种使用要求。

传导能量损耗最小化Econd：该系列是1300V IGBT中VCE（饱满）值最低的产品之一，有效地将传导损耗降至最低。这一特性不只进步了功率，还缓解了热规划难题。

短路才能tSC：1300V IGBT可处理长达10微秒的短路才能，因而适用于需求更高牢靠性的轿车使用。

封装：外表贴装分立封装包含TO-263HV、TO-268HV和插件TO-247。这些SMD封装的高压（HV）版别与规范3引脚版别比较，改进了爬电间隔和电气间隔。

完毕语。

跟着轿车行业向更高电压架构的电动轿车改变，硅IGBT关于要求较低开关频率和最小传导损耗的使用依然至关重要。Littelfuse的1300V A级沟槽式IGBT系列可满意800V BEV子体系的特别需求，特别是在PTC加热器、放电电路和预充电使用中。这些IGBT具有低VCE（饱满）、短路才能和宽电流规模。一同供给SMD和插件封装，具有更强的爬电和电气间隔，为规划供给了灵活性。

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(责任编辑：生活)