DCM逆变器



boost的工作原理

Boost电路（升压电路）通过开关元件的周期性通断，结合电感储能与能量释放机制，将输入直流电压升高至更高输出电压，其核心原理可分为以下阶段：

1. 基本组成与功能

Boost电路由开关元件（如MOSFET）、二极管、电感器、电容器和负载构成。其中，电感器负责能量存储与释放，开关元件控制电流路径，二极管防止能量反向流动，电容器平滑输出电压波动，负载为最终供电对象。

2. 工作阶段详解

开关导通阶段：当开关元件（如MOSFET）导通时，输入电压（Vin）直接施加于电感器两端，电感电流线性上升，储存磁能。此时，二极管因反向偏置而截止，输出电容器向负载供电，维持输出电压稳定。电感器两端电压等于Vin，电流变化率由电感值（L）和Vin决定，即di/dt = Vin/L。

开关断开阶段：当开关断开时，电感电流需维持连续性，产生反向电动势（EMF），使二极管正向导通。电感中储存的能量通过二极管释放至输出负载和电容器，此时输出电压（Vout）为Vin与电感电动势之和，实现升压。电容器在此阶段充电，进一步平滑输出电压。

3. 控制与调节机制

Boost电路通过脉宽调制（PWM）控制器调节开关频率和占空比（D），控制能量传递效率。占空比定义为开关导通时间与周期的比值（D = Ton/T），输出电压与输入电压的关系为：Vout = Vin / (1 - D)。例如，当D=0.5时，Vout=2Vin。控制电路实时监测输出电压，动态调整占空比以应对负载变化，确保输出稳定。

4. 效率与应用场景

效率优势：Boost电路效率通常优于90%，损耗主要来自开关元件的导通电阻、二极管正向压降及电感器磁芯损耗。优化组件选型（如低导通电阻MOSFET、肖特基二极管）可进一步提升效率。

典型应用：广泛用于便携式设备电池供电（如手机、平板电脑）、电源管理系统（如太阳能逆变器）、LED驱动（需恒流升压）及工业仪器供电（如传感器、执行器）等领域，尤其适用于输入电压低于输出需求的场景。

5. 工作模式分类

根据电感电流是否连续，Boost电路分为三种模式：

连续导通模式（CCM）：电感电流始终大于零，输出纹波小，适用于中高功率场景。不连续导通模式（DCM）：电感电流在每个周期内降至零，输出纹波较大，适用于小功率场景。临界状态：介于CCM与DCM之间，电感电流刚好在周期结束时降至零。

总结：Boost电路通过电感储能与开关控制的协同作用，实现高效升压，其性能依赖于组件设计、控制策略及工作模式选择，是现代电子设备中不可或缺的DC-DC转换技术。

新能源汽车：如何选择碳化硅模块封装？

选择新能源汽车碳化硅模块封装时，需结合应用场景、功率需求、成本、供应链及系统集成复杂度综合决策。以下是具体分析：

一、主流封装类型对比1. HPD封装（High Power Density，全桥）特点与优势：

大电流支持：电流可达1000A以上，耐压1200V-1700V，适用于重卡、大功率新能源车主驱逆变器。

高效散热：采用氮化硅（Si3N4）或氮化铝（AlN）陶瓷基板，热阻降低50%（如AlN基板），满足高功率密度需求。

低杂散电感：寄生电感可降至8nH以下（爱仕特科技推出2.5nH超低杂散电感LPD模块），降低开关损耗和EMI噪声，适合高频应用（10kHz以上）。

兼容性强：管脚兼容IGBT版本驱动设计，车企可直接替换原有IGBT模块，降低研发成本和周期。

劣势与挑战：

成本较高：陶瓷基板和复杂封装工艺推高成本，需配套液冷系统。

体积较大：相比塑封模块，尺寸偏大，可能限制车型结构布局。

量产风险：全桥设计需筛选Vth值，晶圆不良可能导致整个模块损坏。

适用场景：

成本、稳定性、快速量产优先的项目。

需兼容IGBT驱动设计的车型。

超高电流需求（如重卡），需配套高效液冷系统。

2. DCM丹佛斯塑封模块（半桥）特点与优势：

低杂散电感与热阻优化：通过双面散热设计，杂散电感低至5nH以下，热阻降低30%，支持MHz级别开关频率，减少滤波元件体积。

成本优势：塑封工艺成熟，材料成本低，适合规模化量产（欧洲车型已有成熟应用）。

大电流突破：爱仕特科技推出1200V/1000A模块，打破传统技术壁垒。

劣势与挑战：

散热能力有限：塑封材料导热性低于陶瓷基板，依赖外部散热设计，高温环境下可靠性可能受限。

电流范围中等：传统产品电流范围20A-600A，难以满足超高压大电流需求（如800V平台）。

适用场景：

对可靠性要求高、功率输出较大的场景（如商用车、无人机）。

高端车型或800V平台，需多供应商策略分摊风险。

3. TPAK模块（ST）特点与优势：

高灵活性与可扩展性：尺寸20mm×28mm×4mm，支持多芯片并联，适配400V/800V电压平台。

先进互连技术：银/铜烧结Clip工艺，热阻低至0.1K/W，支持175℃高温运行，寿命比传统焊料提升30%。

供应链弹性：支持多芯片供应商（如ST、英飞凌），避免单一供应商风险。

劣势与挑战：

系统复杂度高：需配套高精度驱动电路（如集成NTC温度检测），散热系统需定制化（如微通道液冷）。

成本与量产难度：银/铜烧结工艺成本高，激光焊设备要求高，量产良率控制难度大。

适用场景：

需定制化设计、多拓扑需求的项目。

追求高性能与灵活扩展的车型。

二、选型决策建议1. 应用场景与功率需求HPD封装：

优先选择场景：成本敏感、需快速量产、兼容IGBT驱动设计的项目。

典型应用：中低端乘用车、轻型商用车。

DCM模块：

优先选择场景：对可靠性要求高、功率输出较大的场景（如商用车、无人机）。

典型应用：高端车型、800V平台。

TPAK模块：

优先选择场景：需定制化设计、多拓扑需求的项目。

典型应用：特斯拉等追求高性能与灵活扩展的车型。

2. 成本与供应链HPD封装：

产能充足，主流厂商（如斯达、中车、比亚迪）均支持，成本压力时可切换IGBT。

DCM模块：

塑封工艺成本低，但大电流产品（如1200V/1000A）需依赖技术突破。

TPAK模块：

国内生产厂商较少（如翠展微），端子焊接需激光焊设备，成本较高。

3. 系统集成复杂度HPD模块：

集成度高，配套驱动电路成熟，适合简化设计。

TPAK模块：

支持灵活并联，适配多拓扑需求，但设计门槛高。

三、最终选择建议高端车型或800V平台：优先采用DCM丹佛斯模块，通过多供应商策略分摊风险，并配套铜烧结技术提升可靠性。成本控制和快速量产：选择HPD模块，技术成熟，供应链资源丰富。超大电流需求（如重卡）：HPD封装是当前最优解，需配套高效液冷系统。定制化需求：TPAK模块支持灵活并联，但需权衡成本与量产难度。

华润微科技含量

华润微的科技含量较高，体现在研发投入、技术突破与产品创新、产能布局与战略等多个方面。

研发投入与成果显著

华润微重视研发投入，2024年研发投入达11.67亿元，创上市以来新高，研发投入占营收比达11.53%，且自上市以来连续五年正增长。截至2024年末，公司有效授权专利2352项，其中发明专利1980项，占比84.18%。其研发成果入选中央企业科技创新产品目录，获国家科学技术进步奖二等奖及两项中国专利奖优秀奖，产品获卓越产品奖、最具创新力产品奖，安全MCU还获商用密码二级认证和熠星科技创新大赛一等奖。

技术突破与产品创新多元汽车领域：发布1200V SiC MOSFET主驱模块等产品，融合碳化硅器件与DCM、HPD模块优势；第七代高性能IGBT系列产品覆盖多电压平台，为多领域提供提频增效方案，实现汽车电子领域功率器件及模块产品全系列覆盖。算力电源领域：新推出650V SJ MOSFET产品，形成多元产品体系，关键指标表现卓越。新能源领域：推出第五代650V IGBT等产品，适用于光伏逆变器严苛环境。消费电子领域：推出IMPCS57*/DPM半桥、全桥模块产品，适应客户端小型化需求。第三代半导体方面：SiC MOSFET等产品性能比肩国际先进水平，已规模化应用于新能源汽车主驱、光伏储能等领域。产能布局与战略前瞻“两江三地”战略布局：重庆12吋功率半导体晶圆生产线满产，深圳12吋特色模拟集成电路生产线通线，重庆先进功率封测基地通线，迪思高端掩模项目通线，为高端市场产品提供关键技术保障。全场景布局：加速全场景布局，开发高效能电源管理芯片，推出集成化功率模块，满足高算力场景需求，还前瞻性卡位智能驾驶、低空经济等新兴领域。

三相交流电机|FOC控制算法

三相交流电机的FOC控制算法

FOC，即磁场定向控制（Field-Oriented Control），是一种高效的电机控制算法，特别适用于三相交流电机，如永磁同步电机（PMSM）和交流异步电机（ACIM）。以下是对三相交流电机FOC控制算法的详细解析：

一、三相交流电机简介

三相交流电机是一种依靠三相交流电驱动并产生旋转磁场从而带动转子的电机。它主要分为三相异步电机（感应电机）和三相同步电机两种。

三相异步电机：通过相电流接入定子，由于电流之间相位相差120°，并且电流都是以正弦波的形式不断变化的，因此生成了一个不断旋转的定子磁场。在定子磁场的作用下，转子上产生了感应电流，感应电流生成转子的磁场。在旋转磁场的作用下，产生转矩，跟随定子磁场变化。但定子磁场的旋转速度一般会比转子磁场的旋转速度快，不是同步的，两者之间会产生滑差。三相同步电机：同步电机的转子一般是永磁体或者是通过直流形成的磁场，并不依赖定子磁场产生的感应电流。因此同步电机的转子的转速可以达到和定子磁场转速相同。

二、FOC控制算法核心思想

FOC的本质是将电机的三相电流分量从定子固定参考系转换到转子磁场参考系（d-q参考系），实现磁通和转矩的解耦控制。解耦后：

d轴电流（Id）：控制磁通（类似直流电机的励磁电流）。q轴电流（Iq）：控制转矩（类似直流电机的电枢电流）。

通过这两部分的独立控制，FOC能像控制直流电机一样控制交流电机。

三、FOC实现步骤

坐标变换

FOC的实现依赖于两种主要的坐标变换：Clark变换和Park变换。

Clark变换（abc → αβ）：将电机的三相定子电流转换到两相静止参考系（αβ参考系）。

Park变换（αβ → dq）：将静止的αβ分量转换到转子的旋转参考系（d-q参考系）。

通过这两种变换，可以将电机的三相电流分量转换为d-q坐标系下的两个分量，实现解耦。

解耦控制

在d-q参考系下，电流分量Id和Iq是独立的，可以分别调节Id和Iq，实现磁通和转矩的独立控制。

逆变换与PWM信号生成

调节后的Id和Iq电流分量，经过逆Park和逆Clark变换，重新生成三相电流参考值（Ia*, Ib*, Ic*）。最终，通过PWM（脉宽调制）驱动逆变器生成三相控制信号，驱动电机运行。

四、FOC算法的应用

FOC算法主要是为交流电机设计的，特别是永磁同步电机（PMSM）和异步电机（ACIM）。但其基本原理和解耦控制思想同样可以应用于直流电机的控制，尤其是有刷直流电机（DCM）和无刷直流电机（BLDC）。然而，FOC在直流电机控制中的应用相对较少，因为直流电机本身在控制上已经相对简单，并且传统的控制方法（如电压控制、PID控制）已能满足大部分需求。

五、FOC控制原理图示

通过FOC控制算法，可以实现对三相交流电机的高性能、精确控制。该算法通过坐标变换实现解耦，使得磁通和转矩可以独立控制，从而提高了电机的控制精度和响应速度。

烧结银重塑新能源车电源模块市场

烧结银正在重塑新能源车电源模块市场

随着电动汽车市场的快速增长，新能源车电源模块市场正经历着前所未有的变革。作为转换器和逆变器的关键组件，功率模块不仅需要满足日益增长的性能需求，还要在可靠性、成本和尺寸等方面达到新的标准。烧结银技术的引入，为这一市场带来了革命性的变化。

一、新能源汽车市场对高可靠性的需求推动技术创新

新能源汽车市场对功率模块的要求远高于传统工业应用，特别是在功率、效率、稳健性、可靠性、成本、尺寸和安全性方面。为了满足这些严格的要求，模块制造商正在不断探索新的技术创新。

碳化硅（SiC）元件以其卓越的性能和可靠性，正在逐步取代传统的硅IGBT元件。SiC MOSFET系统虽然成本更高，但其高效率使得电源模块制造商能够提供更高的功率，同时满足电动汽车严格的尺寸限制。然而，要充分发挥SiC的优势，必须同时使用合适的功率模块封装解决方案。

在电气互连方面，业界正在从铝线转向低电感铜线，并使用铜带键合、顶部预涂布AS系列烧结银的引线框架等定制选项。此外，铜基平板基板的创新，如结构化基板解决方案（如针鳍设计），以及从单侧电源模块冷却转向双面电源模块冷却，都进一步改善了散热和热管理。

二、烧结银在平衡成本与性能方面的关键作用

SiC芯片作为功率模块中最昂贵的部分，其成本占功率模块总成本的70%以上。因此，一些公司选择保留Si IGBT芯片，但采用更先进的基板、电气互连或封装解决方案，以降低成本同时提供足够好的性能。

烧结银技术在这方面发挥了关键作用。例如，捷豹I-Pace车型逆变器中的Vitesco Technologies IGBT模块采用了基于定制图案银夹的创新互连，以及芯片底部和顶部的AS系列双面烧结银。这种创新设计不仅提高了性能，还降低了成本。

同样，赛米控-丹佛斯在中国汽车制造商智己的IM L7汽车逆变器中集成的DCM模块也采用了烧结银技术。该技术通过创新的三步工艺将铜带附着在DBB铜箔上，再将AS系列烧结银烧结到芯片上，从而提高了功率模块的可靠性。

三、烧结银系列助力中国新能源车市场发展

作为烧结银技术的领航者，SHAREX推出的车规级烧结银产品包括有压烧结银AS9385系列、烧结银膜GVF9500系列和预烧结银焊片GVF9800系列。

AS9385系列：用于芯片和陶瓷基板的邦定，具有剪切强度大、散热效果好的特点。GVF9500系列：同样用于芯片和陶瓷基板的邦定，能够显著提高客户的生产效率。GVF9800系列：用于碳化硅SiC芯片顶部的保护，防止打线时芯片的破损。客户可以选择铜线或者铜带键合，从而提高功率模组的通流能力和功率循环能力。

这些产品的推出，不仅满足了中国新能源车市场对高性能、高可靠性功率模块的需求，还推动了整个行业的技术创新和成本优化。

综上所述，烧结银技术正在深刻影响新能源车电源模块市场的发展。通过提高性能、降低成本并推动技术创新，烧结银技术为新能源汽车市场的持续增长提供了有力支持。

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