實現SiC器件與先進電機、電控系統全方位優化匹配， 使逆變器智能化和傻瓜化

實現SiC器件與先進電機、電控系統全方位優化匹配，使逆變器智能化和傻瓜化

供稿 / 2024-09-30 10:172357

比利時·蒙 - 圣吉貝爾和中國·南京 – 2024年9月23日 –為各行業提供所需高溫半導體解決方案的領導者CISSOID日前宣布：公司已與南京航空航天大學自動化學院電氣工程系達成深度戰略合作協議，雙方將攜手建立聯合電驅動實驗室，共同研發針對碳化硅（SiC）功率電子應用的全方位優化、匹配先進電機的電控系統，以充分發揮SiC器件的高頻、高壓、高溫、高效率、高功率密度等性能優勢，更好地滿足工業、航空和新能源汽車應用的廣泛需求。

先進電機應用 (如高轉速、高頻、高功率密度、高溫等）需要相匹配的逆變器支持，但業界一直為其開發難度所困擾。CISSOID與南京航空航天大學自動化學院電氣工程系建立的聯合電驅動實驗室近期將推出的基于碳化硅（SiC）功率器仵的完整逆變器參考設計，將很好地解決了這一問題。規劃的參考設計將整合CISSOID 公司的SiC高壓功率模塊和相匹配的集成化柵極驅動器，南京航空航天大學的控制板和軟件，超低寄生電感的直流母線電容和EMI濾波器，直流和相電流傳感器等其它附件。由此為先進電機應用可提供一個全面集成的完整“傻瓜型”逆變器開發平臺。

這樣，針對先進目標電機應用，用戶可輕松設置參數與之適配，僅需較少時間即可完成校準，使目標電機正常運轉，由此來開展各種測試和實驗，為最終電機應用的產品定型提供依據，其簡易性將大大節省研發時間和工程人力資源，為用戶快速實現先進電機應用的產品化提供強有力的支持。隨著SiC功率器件的日趨成熟和普及，將大力推動先進電機的應用，同時也會促使逆變器更加“智能化”和“傻瓜化”。

SiC功率器件的高壓、高頻、高功率密度和高溫等優越性能為先進電機應用奠定了基礎。然而，用戶通常需要自己開發所有硬件，然后將第三方控制軟件集成到他們的設計環境中。這種傳統方式非常耗費時間和工程人力資源，并且需要深入了解基于SiC的功率系統設計以及電機控制系統的設計。這樣看來，即將推出的完整逆變器參考設計將為用戶完成這些費時費力的基礎工程工作，使用戶可直接利用這一參考設計平臺開展測試工作，由此快速地實現先進電機應用的產品化定型。

基于這一“傻瓜型”平臺的測試和產品化設計完成后,用戶可以按照物料清單選擇采購整個逆變器方案的全部材料，或只是購買已整合柵極驅動的碳化硅智能功率模塊（IPM)和控制板等核心軟硬部件, 而其他組件和逆變器外殼等組件則可從他們的首選供應商處采購。這樣，用戶即可以迅速地將逆變器整合到目標電機驅動系統中，并快速地投入先進電機動力總成系統的生產。

總之，碳化硅功率器件在導通電阻、阻斷電壓和結電容方面的性能顯著優于傳統硅基功率器件，能夠支持先進電機應用實現更高的功率體積密度、更高的功率質量密度、更高的開關頻率、更高的效率，乃至更高的工作溫度并降低冷卻系統的復雜程度。然而，實現這些更高性能對電機驅動和控制系統設計提出了更高的要求。CISSOID與南京航空航天大學自動化學院電氣工程系聯合開發的這一完整“傻瓜型”逆變器參考設計正是考慮到了為先進電機應用的用戶減輕設計難度，節省開發時間和人力資源的投入，并快速實現產品化。

“無論是在研究還是在實際工業應用中，業界一直都在追求電機和電氣的完美整合。如今，工業、航空和新能源汽車技術正在快速發展，大規模的先進電機和電氣應用將牽引、推動這一追求達到極致。”南京航空航天大學自動化學院電氣工程系郝振洋教授表示?！澳壳?，基于高可靠性SiC器件的應用在匹配電機的電氣設計方面已有很大改善；但業界原有的、基于硅器件的門級驅動，可靠性等方面還相對較弱，這已成為了實現高水平應用的瓶頸。CISDOID的高溫半導體芯片和封裝技術，及其在石油、航空航天等高端應用領域所積累的高可靠系統設計經驗，將極大地幫助我們實現完美的電機和電氣一體化設計，滿足未來工業、航空及新能源汽車領域的更高需求。”

“我們很高興能與南京航空航天大學自動化學院電氣工程系展開合作；該學院是中國一流的科研機構，擁有完備的科研創新平臺，承擔了多批國家重要研究項目，并持續推動電機與電氣技術向前發展，以及在工業、航空航天及新能源汽車領域進行廣泛應用。此次雙方開展研發合作，將會針對SiC功率電子應用，旨在開發出完全匹配、且經過全方位優化的電機和電控系統，由此為工業、航空及新能源汽車應用提供更為優秀的產品。”CISSOID首席執行官Dave Hutton先生表示?！癈ISSOID一直都十分注重與中國半導體產業的融合發展，我們自從募集到來自中國的投資以來，陸續已在芯片制造、封裝測試等方面與中國公司進行了廣泛的合作。此次與中國的一流科研機構合作，則進一步凸顯了CISSOID力求廣泛融入中國半導體產業生態的戰略?！?/p>

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