IPM解析 | 新能源汽车空调压机系统与栅极驱动产品的应用

新能源汽车替代传统燃油车势在必行。汽车工业具有产业链长、涉及面广、国际化程度高的特点，是我国经济发展的重要支柱产业。

2021年我国年产汽车销量超过2000万辆，是全球第一大汽车生产国和消费国。其中，我国新能源汽车2021年销量为298.9万辆，同比增长169.1%。传统能源的非可持续性及全球对环保课题的愈发重视，新能源汽车替代传统燃油车已成为全球共识。

新能源空调压缩机驱动大都采用三相逆变的结构。制冷模式下，其工作原理与燃油车空调相似，制冷过程由压缩机带动。电动压缩机将气态冷媒进行高压压缩，高压气态冷媒经过四通换向阀后，流入车外换热器液化放热，液态制冷剂流经干燥器过滤杂质，电子膨胀阀将制冷剂雾化，车内换热器将雾化制冷剂吸热蒸发，降低蒸发器周围空气温度，鼓风机将蒸发器周围冷气吹入车内，制冷剂再次进入电动压缩机循环以上过程。

拓扑图

逆变部分目前市场上主流的实现方案有两种，一种是Gate Driver+IGBT的方案，另外一种为IPM方案：

（1）在Gate Driver+IGBT方案上士兰微电子提供了丰富的产品种类，具体如下：

典型产品SDH2106U（左侧），SDH21263（右侧）内部框图如下：

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其中SDH21263广泛应用于各种A00级新能源汽车，产品具有内置双高互锁，内置欠压检测，内置死区时间等丰富功能。

（2）IPM方案采用士兰微电子DIP27/DIP29封装：

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? ? ?DIP27封装? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DIP29封装

SD30M60AC是我司DIP27产品，内置BSD，支持过流、欠压、过温保护功能，具有FO故障输出信号功能，绝缘耐压满足2500Vrms/min。已在国内TOP汽车空调压机厂商完成批量供货。该产品具有开关损耗低，温升小等优点。

SD30M60AC开关损耗测试波形如下：

测试条件：VDC=300V，VCC=VBS=15V，IC=6.3A；

其中，灰色波形为我司产品波形，彩色波形为同行产品波形。从对比波形可以看出，我司产品波形开通尖峰电流更小，关断拖尾电流更小，开关损耗对比同行产品电路更有优势。

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? 开通波形? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??关断波形

SDM30N60FA、SDM50N60FA为我司DIP29系列产品，内置BSD，支持过流、欠压、过温保护功能，具有FO故障输出信号功能，绝缘耐压满足2500Vrms/min。目前已在国内TOP汽车空调压机厂商完成导入并量产。相对于同行产品，我司产品的开关损耗，温升，过载能力等参数更具优势。

SDM30N60FA开关损耗测试波形如下：

测试条件：VDC=300V，VCC=VBS=15V，IC=10A；

其中彩色波形为我司产品波形，灰色波形为同行产品波形。从对比波形可以看出，我司产品波形开通速度更快，关断拖尾电流更小，开关损耗对比同行产品电路更有优势。

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? ?开通波形? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??关断波形