高压辅助三相电机驱动在混动/电动汽车的应用

在混合动力汽车和电动汽车中，有很多辅助三相电机驱动的应用机会。这些系统的额定功率范围为5至8kW，用于空调驱动、电动增压器和电动涡轮增压器等系统。这些系统通常采用分立器件设计来实现，但集成电源模块的设计正迅速流行起来。

安森美半导体的汽车三相智能功率模块（ASPM）是构建紧凑和高效的三相辅助电机驱动系统的完美选择（图1）。

这些模块集成6个IGBT功率桥和软恢复反向并联二极管，优化电机控制应用（图2）。三个高边门极驱动器，一个低边门极驱动器，以一个绝缘陶瓷基板为底板。ASPM模块采用直接覆铜（DBC）基板工艺。这种结构在两个薄铜层之间夹了一张陶瓷片。顶部铜形成图案以实现电路互连，而底部铜用来传导热量到散热器。不同类型的陶瓷基板材料可供实现不同的热性能水平。氧化铝（Al2O3）和氮化铝（AIN）基板都可提供。电路元器件被焊接到顶部DBC层，整个封装经过环氧树脂封装。最终的产品采用一个强固的、密封的、热效率高的封装。这些模块都经过AQG 324和AEC-Q10x汽车认证。

ASPM模块用于650 V（ASPM 27）和1200 V（ASPM 32）电压和多个电流水平。目前可提供的产品如表1所示。这每一个模块都可作为一个高压电机驱动系统的心脏。通过添加电流检测电阻和高质量电流检测放大器（CSA），例如NCV21x系列，就可获得恰当的过流保护。CSA可以为系统提供所需的信息以实施无传感器电机速度控制算法。添加一个微控制器，以提供所需的控制，产生用于驱动六个模块输入的开关信号。

模块设计与分立设计的价值主张因应用而异，但ASPM设计方案对性能的改进是不可否认的。它提供卓越的热性能，这往往是使用一块PCB把热量从分立器件传输到散热器不能企及的。它还大大提升主要由于邻近的高电流器件产生的电磁干扰（EMI）性能，这在大多数分立设计中无法实现。电机驱动系统使用ASPM模块可实现紧凑和高效的设计。

审核编辑：郭婷