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導語：隨著新能源車行業快速發展，技術創新顯著，其中如何設計高效牽引逆變器以延長車輛續航里程成為研發重點。那么，如何在功率、效率和材料利用率之間找到最佳平衡點，以設計出高效的牽引逆變器，從而增加新能源汽車的續航里程？
此外，當前新能源汽車牽引逆變器主要采用硅基(Si)或碳化硅基(SiC)功率半導體器件，如Si IGBT和SiC MOSFET。那么，這些器件各有何性能特點？如何適應不同的應用需求？為何單一性質的IGBT器件或SiC器件在逆變器應用中難以同時滿足高效和成本的要求？
今天我們一起來聊聊：如何在混合式功率半導體方面為逆變器在效率、成本和可持續性之間尋找更好的平衡點。
1.SiC mosfet 和Si IGBT 的性能對比
導通特性
開關特性
2. 新能源車動力配置布局
3. 標準駕駛工況WLTP 與峰值性能需求
3.1 標準駕駛循環工況：WLTP
3.2 WLTP駕駛循環分析
3.3 性能與成本：Si還是SiC，主驅逆變器如何選擇？
4. Si還是SiC，主驅逆變器如何選擇？
4.1 主驅逆變器的功率“浪費”現象
4.2 不同動力構型下，Si還是SiC？
4.3 雙電驅系統，為什么選擇SIC+IGBT
5. Si和SiC融合技術在整車拓撲中的應用
6. 混合SiC功率開關的4種不同驅動方式
7. 不同的驅動策略的利弊分析
8. 英飛凌的解決方案
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根據上述原理，這些技術可以通過不同的組合方式實現不同的目標。在只使用一種半導體技術的標準牽引逆變器中，由于只使用了Si 或SiC，因此不需要特別的驅動策略。但混合SiC半導體技術牽引逆變器采用了Si和SIC并聯運行，因此也需要特殊的驅動控制策略。那么，如何考慮其驅動策略？| SysPro備注：回答，如何考慮SIC/SI的驅動方式和路徑？
圖片來源：英飛凌
以上面的示例參考，SiC 專門用于所有低于 80 kW 的功率需求；如果車輛要求牽引逆變器提供超過 80 kW 的輸出功率，SiC MOSFET將被關閉，取而代之的是 Si IGBT運行。要實現獨立運行"排他性操作"，則需要兩個柵極信號（"Ex2G"）來獨立控制兩種半導體器件。
由于并行方案是兩種半導體同時運行，一個柵極驅動就足夠了。在適配這兩種功率器件時，我們可以選擇從uC發送一個PWM 信號，并通過一個柵極驅動器和外部適配電路將PWM輸送到兩個柵極（S2G）；或者通過一個柵極驅動器和一個柵極引腳（S1G），其中在功率模塊中對驅動信號進行獨立匹配。對于用戶來說，S1G對用戶來說是一個相當方便的解決方案，但它提供的參數調整自由度比S2G要少。
最優調整：由于兩種開關都可以獨立調整，因此可以對它們進行最優化的調整，以適應不同的工作條件。
在線調整PWM模式：在控制策略中，可以根據需要在線調整PWM Pattern，這提供了極大的靈活性和適應性。
優化瞬態電流分配：由于SiC開關可能比Si開關更快，因此可以通過調整開關的開啟和關閉來優化瞬態電流的分配，從而減輕每種技術的負載。
靈活的操作模式：根據使用場景，該系統可以在獨占模式和并行模式之間無縫切換，提供了高度的操作靈活性。
"跛行回家"模式：在發生故障時，可以實施一種"跛行回家"模式，即關閉一種半導體開關，系統切換到另一種仍然正常工作的開關下，以確保系統能夠繼續運行，增強了系統的可靠性和穩定性。
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2025年4月24日
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