爱仕特全新三相桥碳化硅模块,为车载空调压缩机提供创新解决方案

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01

技术变革

引领车载空调压缩机发展

新能源汽车的崛起带动了空调压缩机技术的转型。传统驱动轮被取消,取而代之的是驱动电机和独立控制模块的引入。车载空调压缩机普遍采用三相永磁同步电机,这种电机体积小、重量轻、效率高,是新能源汽车的理想选择。

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▲电动汽车空调压缩机内部结构图

02

电源转换与

SiC MOSFET模块的核心作用

电源转换挑战

电动汽车使用直流电池供电,而车载空调压缩机内的驱动电机需要交流电。因此,必须通过控制模块(变频器)将直流电转换为交流电,以实现电机的稳定运行。

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▲空调压缩机直流-交流变频器

SiC MOSFET模块的优势

碳化硅功率模块在空调压缩机中的应用具有较小的反向传输电容Crss,带来较低的关断损耗Eoff,在车载空调压缩机方案中尤为突出。与传统硅基材料相比,SiC MOSFET在高电压平台下具有更低的导通和开关损耗,尤其适合800V及以上的高压应用。

D21碳化硅模块模块利用其三相全桥拓扑结构,按照一定的规律轮流加上占空比脉冲调制控制电压,将直流高压电流高效地转换为三相正弦交流电流,为电机提供平稳的电流和足够的转矩,确保电机平稳运转的同时产生足够的转矩来驱动压缩机。

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▲碳化硅基与硅基控制器效率对比

SiC MOSFET以其高频特性优化了空调压缩机的设计,使得外围器件得以小型化,减轻了系统重量。其卓越的高温稳定性,确保了空调压缩机在多变环境下的可靠性。特别在轻载状态下,SiC MOSFET的单极性导通特性和低反向恢复损耗显著降低了开关损耗,这一点对于频繁轻载运行的空调压缩机尤为重要。

通过采用SiC MOSFET,空调压缩机在提高轻载效率的同时,减少了能量损耗,增强了整体能效。这不仅提升了电动汽车的续航里程,还降低了运行成本,并显著提升了乘坐的舒适度。

随着电动汽车技术的不断进步,SiC MOSFET预计将在车载空调系统中扮演更加关键的角色,为行业带来更高效、更可靠的解决方案。

03

爱仕特D21系列碳化硅模块

的性能特点

爱仕特率先推出耐压1200V、导通电阻80mΩ、可支持30A电流的D21系列碳化硅功率模块,产品型号为:ASC30N1200D21,尺寸为42*23*6mm。

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▲爱仕特D21系列碳化硅功率模块

该模块内部搭载了6颗1200V/80mΩ爱仕特自研的第三代碳化硅芯片,具有开关速度快、功耗低、抗干扰能力强和高可靠性等优点。

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▲1200V/80mΩ D21系列碳化硅功率模块

高性能封装技术

· 采用高导热性AlN陶瓷基板,内置NTC,实现高效散热

高开关速度

· 碳化硅材料的高电子迁移率,提升系统响应速度和动态性能

高功率密度

· 搭载第三代自研碳化硅芯片,实现小尺寸下的大电流承受能力

低寄生电感设计

· 紧凑内部布局,降低功率回路中的寄生电感

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高抗干扰能力

· 具有开尔文源极引脚,能够进一步降低器件的开关损耗,提高模块的抗干扰能力

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高温稳定性

· 宽温度范围下(-55°C至175°C)的稳定运行,适应各种环境条件

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04

爱仕特D21系统碳化硅模块

与IGBT的比较优势

提升系统能效

· 在800V电压平台上,利用高频优势,D21系列模块的轻载损耗远低于传统IGBT,提升系统效率

拓宽运行边界

· 强化低转速控制能力,提升压缩机的运行稳定性

助力小型化

· 小尺寸的模块设计,助力空调压缩机系统实现紧凑化

适应极端工况

· 高温和超低温环境下的稳定工作能力,确保电动汽车在极端气候中的性能稳定

提高制冷效率

· 降低控制器和电机损耗,提升空调系统制冷效率

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