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电机控制器PCB嵌入式功率芯片,Vitesco的秘密武器
发布时间:2024-09-02 17:10:38 | 浏览次数:

纬湃科技(Vitesco)在2024年ATC峰会上展示了他们最新的电机控制器解决方案:PCB嵌入式功率模块。这让我想起了MAGNA在2024年初的CES峰会上也展示了相同的技术方案,感兴趣的朋友可以点击以下链接,内附CES视频节选:

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图片来源:网络,MAGNA CES报告
Vitesco在报告中提到了他们的产品路线,如下图所示。可以看到纬湃聚焦于宽禁带半导体方案,拥有多种封装和互联技术。
宽禁带半导体:室温下带隙宽度Eg大于等于2.3eV的半导体材料。半导体材料的禁带宽度越大,对应电子跃迁导带能量越大,从而材料能够承受更高的温度和电压。如GaN和SiC,具有高击穿电场强度、高截止频率、高热传导率、高结温和良好的热稳定性、强抗辐射能力等特点。因此,宽禁带半导体具有禁带宽度大、抗辐射能力强、击穿电场强度好以及耐高温等特点。->能够承受更大的峰值电压、更高的输出功率、更加恶劣的环境。
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图片来源:Vitesco报告

将功率芯片嵌入到PCB基板中到底有什么好处?报告也对此做了简要的说明,如下图所示,主要有以下几点:

  • 更低的热阻 -> 相同电流和功率输出需要的半导体用量减少
  • 极低的开关损耗  -> 相同电流和功率输出需要的半导体用量减少
  • 高度灵活性 -> 快速的设计迭代+解锁新的拓展应用
  • 容纳更多的器件 -> 栅极驱动 + 初级吸收电容

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图片来源:Vitesco报告
性能表现、系统收益如何?

1. 性能方面。相同面积的芯片,PCB嵌入式技术热阻更低,可以承载更多的电流,换句话说:同样的出流要求,这一技术可以使半导体用量减少20%~30%

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图片来源:Vitesco报告

2. 效率方面。在同一个WLTC循环谱中,PCB嵌入式技术相比框架式封装技术,其逆变器损耗可以降低一半以上。-> 这也就意味着为了满足同样续航里程要求,可以减少电池用量,实现整车的

此外,更低的开关损耗使得高开关频率给整个系统效率带来收益。-> 更小的逆变器尺寸、更高的电机最高转速等。

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图片来源:Vitesco报告

3. 寿命表现。在相同的温度条件下,功率循环测试结果显示,嵌入式功率模块的寿命是框架式封装技术的数倍。

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图片来源:Vitesco报告

以上,是关于Vitesco 嵌入式功率模块的方案的基本情况介绍。根据已有信息,个人猜测这一解决方案目前还在原型样件阶段,包括Magna应该也是如此。想要真正的走向量产、获得成熟可靠的产品,应该还有例如控制、散热、EMC、工艺等诸多问题需要解决。


 
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