詳細介紹
MMF-06D24DS-FC1
在某些情況下,還能觀察到綁定線跟部出現(xiàn)裂縫。機械和熱效應會不斷地造成綁定線發(fā)生移動,從而引發(fā)裂縫,zui終材料疲勞會導致綁定線本身出現(xiàn)故障。除功率模塊的內(nèi)部部件外,其外殼也會被外部的環(huán)境和/或工作條件所損壞。例如出現(xiàn)外殼框架的破裂。
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在HEV中,隨著IGBT模塊安裝位置的不同,可能會受到超過5g的機械振動和超過30g的機械沖擊。如果不夠堅固,功率端子zui終就可能被這些振動/沖擊破壞。MMF-06D24DS-FC1出現(xiàn)故障的位置位于組裝后端子的彎曲部位,微裂隙會在那里產(chǎn)生已損壞的彎曲區(qū)域。采用預成型的端子能提高堅固性,其在彎曲邊緣不會出現(xiàn)已經(jīng)損壞的區(qū)域,因此具有更高的可靠性。因此,所有用于HEV的英飛凌功率模塊都采用這一方法進行設計。
用于HEV的高可靠性IGBT功率模塊
為HEV開發(fā)的所有IGBT模塊都有一個特別的目標,就是提供出色的可靠性、合適的電氣特性和*成本?;趯GBT功率模塊開發(fā)的長時間探索,對于新材料的組合與組裝技術所投入的巨大研究精力,以及現(xiàn)代功率半導體芯片的使用,英飛凌已經(jīng)開發(fā)出HEV的兩個模塊系列:HybridPACK1和HybridPACK2。
這兩種型號的產(chǎn)品都基于英飛凌的IGBT溝道柵場終止技術,能提供zui低的導通和開關損耗。其中所選用的600V的第三代芯片能工作在1501C的結溫Tj,op下(zui大Tj,max=1751C)。
今天,電源用戶面對無數(shù)的選擇,電源產(chǎn)品的眾多性能和電源供應商的長的產(chǎn)品規(guī)范說明書,使選購電源成為令頭痛的事情。可喜的現(xiàn)在有很多的工藝標準技術規(guī)范,可以幫助工程師選購可靠且安全的電源。
電源設備需要提供隔離功能,從而保證電源設備的安全性,免受來自高壓饋電線的危險,是zui基本的也是常常容易被忽視的。電源設備的這種安全性是由電源變壓器實現(xiàn)的,于是,為了使變壓器能傳送足夠的電力就要求它必須具備相應的規(guī)模。
一臺較大的變壓器通常裝備有散熱器,這樣可以獲得良好的產(chǎn)品壽命。此外,在變壓器的原邊和副邊線圈之間還要使用雙重隔離,從而保證zui大的安全性。
可靠性
人們常常單純要求電源產(chǎn)品的壽命,其實,影響電源壽命的因素很多,如像平均負載率、振動和周圍的環(huán)境溫度等。其中,環(huán)境溫度很重要,所以排放出由電源內(nèi)部元件所產(chǎn)生的總熱量非常關鍵。
因為電源設備制造商并不了解zui終用戶的使用條件,所以他們*能提供考的壽命性能是電源產(chǎn)品的平均故障間隔時間MIBF(MeanTimeBetweenFailure);電源的MTBF值,在任何情況下,都是由電源內(nèi)部的電解電
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容MTBF之值所決定的。當電源設備里排除掉電容的影響因素時,其計算的MTBF可能為10萬小時或者更長一些。然而,電解電容的典型MTBF之值僅僅是3萬小時。
因為一些電源設備制備制造商已開發(fā)出他們自己的電源MTBF計算方法,而且計算出的MTBF值是比較高的,所以用戶使用在MIL-HDBK-217E方式中所定義的MTBF之值,同廠家給定的電源MTBF之值相比較,來正確判斷產(chǎn)品的性能。因為MIL-HDBK-217E定義的計算MTBF方法是已經(jīng)被證實的并且是廣泛可以接受的,計算的MTBF值也是可核實的。
當評價電源產(chǎn)品的標稱壽命時,電源是否運行在額定的滿負載狀況是評價電源的另一重要考慮因素。如果電源設備裝有合適的散熱器而且無熱循環(huán),在低于滿負載的情況下且連續(xù)工作,電源就能有更長的壽命。綜合考慮以上因素,建議選型工程師依靠MIL-HKBK-217E方法驗證電源產(chǎn)品的MTBF之值,確保電源在合適的條件下工作,只要做到這一點,也不必再考慮電解電容的短壽命問題。
電源的另一個關鍵性的性能要素是它的功率因素。教科書里定義的功率因數(shù)是加在負載上的電壓和電流波形之間的相角余弦(若電壓波形與電流波形的相角差為φ,則cosφ便是電源的功率因數(shù))。當加在負載上的電壓和電流波形相位*時(即相角差φ=0),則功率因數(shù)cosφ=1是理想的情況;當加在負載上的電壓和電流波形相角差為90°時(即φ=90°),則功率因數(shù)等于零(處于zui小值);通常,電源的功率因數(shù)處于0到1之間,即0≤cosφ≤1,可用百分數(shù)表示。
加在負載上的電壓和電流波形之間存在相位差導致的結果之一是供電效率降低,即產(chǎn)生所要求的電力需要輸入更大的電力;導致的另外一個結果而且是更嚴重的后果,那就是電壓和電流的波形差產(chǎn)生過多的高次諧波。大量的高次諧波反饋到主輸入線(電網(wǎng)),造成電網(wǎng)被高次諧波污染成為惡性事故的隱患;同時,這種高次諧波也會擾亂控制系統(tǒng)里的敏感低壓電路。
現(xiàn)有兩種主要的功率因數(shù)校正PFC(PowerFactorCorrection)方法:*種方法是在輸入端使用簡單的線圈;第二種方法是使用特殊的電子功率因數(shù)校正電路。利用線圈叫作“無源”PFC,利用該方法通??色@得到0.7~0.8的功率因數(shù)。利用第二種方法(也叫作“有源”PFC)則可產(chǎn)生zui少量的高次諧波從而更有效地利用電網(wǎng)提供的電能。有源PFC可產(chǎn)生高于95%的功率因數(shù),在大型電源里zui為有用,因為產(chǎn)生的高次諧波是直接和負載電流成正比的。例如,在10A乃至更高負載電流的24Vdc電源里利用有源PFC方法是zui適宜的。