英飞凌高效开关电源系统解决方案
英飞凌:为能源价值链提供芯片方案,无锡工厂努力践行“碳中和”
人们对所做工作的理解。例如，现在无锡工厂的工程师 对器件的理解非常深，从技术层面来看，他们已经谈到 了芯片晶圆的结构、振动到底哪个方向会对工件更好等 非常细致的问题。正是得益于工程师对技术的进一步掌 握，才能使英飞凌的产品达到目前的水准。 ２．４ 无锡工厂的工业４．０蓝图
展望未来，英飞凌提出了无锡工业 4.0 蓝图，包括 四个方面：1）集成化、数字化敏捷生产和制造系统。 这里主要是基于 MES 系统对“人机料法环”的管控。2） 利用大数据分析对质量的自动异常检测、预测。3）生 产智能化和自动化。希望工程师的生活、所有办公人员 的生活也实现数字化，实现高效自我管理的数字化工作 和生活。4）物料方面，希望能实现优化集成的材料处理。
1）打造智能工厂 工业互联网和智能工厂是英飞凌物联网战略的重要 组成部分。英飞凌是“德国工业 4.0”执行和指导委员 会初创成员，也加入了工业互联网联盟（IIC）和德国“工 业 4.0”平台，在“工业 4.0”相关规则和标准的制定中 发挥着非常关键的作用。同时，英飞凌也在研制工业 4.0 所需的核心器件和领先的半导体解决方案。除了是倡导 者之外，英飞凌也是工业 4.0 的赋能者。英飞凌能够提 供值得信赖的安全解决方案、高级感测能力、跨应用控 制以及高效电源管理，这些对于实现工业 4.0 具有非常 重要的作用。 除了作为倡导者和赋能者，英飞凌更是工业 4.0 的 实践者，把覆盖生产、供应链和技术开发全流程数字化， 作为实现工业 4.0 的一个目标。 2）MES 2013 年起，英飞凌无锡通过自主研发的制造执行系 统（MES）实现了制造自动化和智能化，显著提升了运 营绩效。该系统能够对人员、机器、材料、流程和方法、 环境设施等五大关键生产要素进行智能控制，利用无纸 化、数据分析及智能决策系统实现了工厂自动化和智能 化，从而降低成本，提升速度和质量。例如，英飞凌无 锡将生产周期缩短了 50%；在没有额外投资新设备的 情况下，生产效率提升了 11%；实现了制造因素和产品 工艺参数 100% 可追溯；自动化程度达到了 80%；基于
英飞凌easy系列模块 原理
英飞凌Easy系列模块的基本原理1. 引言英飞凌Easy系列模块是英飞凌公司推出的一款集成电路模块，它采用了先进的封装技术和设计理念，为电子设备的开发和应用提供了更加便捷和高效的解决方案。
本文将详细解释英飞凌Easy系列模块的基本原理，包括其硬件架构、电路设计和功能特点等方面。
2. 硬件架构英飞凌Easy系列模块的硬件架构包括主控芯片、外设接口、封装和电源等组成部分。
主控芯片是模块的核心，它负责处理各种输入输出信号，控制外设的工作，并与外部设备进行通信。
外设接口包括各种常用的接口，如UART、SPI、I2C、GPIO 等，用于连接外部设备和模块。
封装是将主控芯片和外设接口封装在一起，形成一个完整的模块，方便集成到电子设备中。
电源提供模块所需的电能，保证模块正常工作。
3. 电路设计英飞凌Easy系列模块的电路设计包括功率管理、时钟系统、通信接口和外设电路等方面。
3.1 功率管理功率管理电路主要负责模块的电源管理和电能转换。
它包括电源输入接口、稳压电路和电池管理电路等。
电源输入接口用于接收外部电源，通过稳压电路将电压稳定在模块所需的工作电压范围内。
电池管理电路用于管理模块的电池供电，包括充电、放电和保护等功能。
3.2 时钟系统时钟系统提供模块所需的时钟信号，用于同步各个部件的工作。
它包括晶振、时钟分频器和时钟分配器等。
晶振是产生基准时钟信号的元件，通过时钟分频器将基准时钟信号分频得到所需的时钟频率，然后通过时钟分配器将时钟信号分配给各个部件。
3.3 通信接口通信接口是模块与外部设备进行数据交换的接口，它包括UART、SPI、I2C和GPIO等接口。
UART是一种串行通信接口，用于模块与计算机或其他串口设备之间的通信。
SPI是一种串行外设接口，用于模块与外部存储器、传感器等设备之间的通信。
I2C是一种串行通信接口，用于模块与各种外设之间的通信。
GPIO是一种通用输入输出接口，用于模块与外部设备之间的数字信号交换。
英飞凌-百度百科
英飞凌公司信息---英飞凌在中国总部位于德国Neubiberg的英飞凌科技股份公司，为现代社会的三大科技挑战领域——高能效、连通性和安全性提供半导体和系统解决方案。
2007财年（截止到9月份），公司实现销售额77亿欧元（包括奇梦达的销售额36亿欧元），在全球拥有约43,000名雇员（其中奇梦达雇员约13,500人）。
英飞凌科技公司的业务遍及全球，在美国苗必达、亚太地区的新加坡和日本东京等地拥有分支机构，是全球领先的半导体公司之一。
英飞凌平均每年投入销售额的17%用于研发，全球共拥有41,000项专利。
西门子半导体事业部作为英飞凌科技(中国)有限公司的前身于1995年正式进入中国市场。
自1996年在无锡建立第一家企业以来，英飞凌的业务取得非常迅速的增长，在中国拥有1400多名员工（不包括奇梦达），已经成为英飞凌亚太乃至全球业务发展的重要推动力。
进入中国以来，英飞凌不断顺应客户与市场的需求，研发及生产一系列能够应用于本地市场的产品。
目前，英飞凌先进的半导体解决方案已广泛应用于各个领域，同时我们凭借雄厚的技术实力和全球领先的经验，与包括中兴、华为、方正、握奇等国内领先厂商展开深入合作，为中国电子行业的腾飞做出应有的贡献。
英飞凌在中国建立了涵盖研发、生产、销售市场、技术支持等在内的完整的产业链。
在研发方面，英飞凌在上海、西安建立了研发中心，利用国内的人才资源，参与全球的重点项目研究；在无锡的后道生产工厂，为中国及全球其他市场生产先进的芯片产品；并以北京、上海、深圳和香港为中心在国内建立了全面的销售网络。
同时，我们在销售、产品代工、技术研发、人才培养等方面与国内领先的企业、高等院校开展了深入的合作。
我们秉承扎根中国的承诺，致力于和政府及科研机构携手开发行业标准，支持中国集成电路产业增强竞争力。
我们与国内领先高校合作建立实验室，进行汽车电子、智能卡等方面的研发合作，现在进行的项目有上海同济大学汽车电子实验室、天津大学内燃机实验室等等。
英飞凌推出全新650VCooIMOSCFDA
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英飞 凌推 出 的这 种全 新解 决方 案兼 具快 速开关 超 结 ＭＯ Ｆ Ｔ的所 有 优 点 ： 高 的轻 载 效 率 、 低 ＳＥ 更 更 的栅 极 电荷 、 低 的开关 损耗 、 易使用 以及 出类 拔 更 更 萃 的 可 靠 性 等 。 英 飞 凌 全 新 推 出 的 ６０ ５Ｖ Ｃ ｏＭＯ Ｃ Ｄ 是 一 种卓 越 的 解 决 方 案 ， 满 足 汽 ｏ１ Ｓ Ｆ Ａ， 可 积通 态 电阻 和易 于控制 的开关 行 为 ，以及业 界首 屈
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开关 电源提供 业界 领先 的转 换 比。
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基于ICE3AR2280JZ的三相电表开关电源解决方案
基于ICE3AR2280JZ的三相电表开关电源解决方案本文介绍了一款基于ICE3AR2280JZ芯片和CoolMOS的三相开关电源的方案，针对输入宽电压及负载调整率方面做了相应的介绍。
智能电表是智能电网的智能终端，而开关电源不同于智能电表中的其他器件，规模化、标准化生产或将是提高品质、降低生产成本、优化生产工艺。
虽然智能电表用开关电源已经获得重视，然而国内在开关电源的发展上，还存在基础理论欠缺、产业水平跟不上需求、生产工艺不成熟等诸多问题。
三相智能电表的内部电源结构：智能电表中开关电源的要求：本文仅针对几个重要的要求提出解决方案：极宽输入电压范围多路输出调整率各类异常层叠式普通反激方案：对于常规输入电压(85Vac-265Vac)的小功率开关电源应用，综合效率及成本，反激拓扑最为常见。
结构上可以采用控制器配外置的开关器件，或者考虑集成度，也有集成控制器和开关器件于一个封装。
开关器件的耐压等级通常为650V,700V和800V.如果对于三相应用，考虑到变压器的反射电压及漏感和设计余量，该类器件无法满足要求。
而单纯采用一个高压开关器件，如1000V或1200V以上的功率开关器件，挑选余地并不大，成本也较高。
因此，在三相电表中考虑的第一个设计问题就是如何解决高输入电压下的耐压问题。
以一个具体规格为例进行说明：规格：由于多路输出和小功率输出的特点，电源拓扑选择反激较为合适。
本文中控制芯片为英飞凌ICE3AR2280JZ.其内部除了工作频率为100KHz的电流模式控制器外，还集成了800VCoolMOS,导通电阻为2.2ohm,封装为DIP7.该芯片内部同时集成了800V的高压启动单元。
在环境温度为50度，常规宽电压输入(85Vac-265Vac)情况，最大输入功率可达28W.同时，芯片还具有过流、过压、输入欠压、过温等保护功能和提高轻载效率的突发模式。
鉴于小功率应用，变压器尺寸及环路补偿等因素，通常建议系统在全负载段工作于电流断续模式(DCM)。
COOLMOS与VDMOS的结构差异
COOLMOS在电源上的应用已经初具规模，向英飞凌的产品已经全为COOLMOS系列，在电源开发的过程中选用COOLMOS应该注意什么呢？COOLMOS与VDMOS的结构差异为了克服传统MOS导通电阻与击穿电压之间的矛盾，一些人在VDMOS基础上提出了一种新型的理想器件结构，称为超结器件或COOLMOS，COOLMOS的结构如图2所示，其由一些列的P型和N型半导体薄层交替排列组成。
在截止态时，由于P型和N型层中的耗尽区电场产生相互补偿效应，使P型和N型层的掺杂浓度可以做的很高而不会引起器件击穿电压的下降。
导通时，这种高浓度的掺杂可以使其导通电阻显著下降，大约有两个数量级。
因为这种特殊的结构，使得COOLMOS的性能优于传统的VDMOS.对于常规VDMOS器件结构，Rdson与BV这一对矛盾关系，要想提高BV，都是从减小EPI 参杂浓度着手，但是外延层又是正向电流流通的通道，EPI参杂浓度减小了，电阻必然变大，Rdson就大了。
Rdson直接决定着MOSFET单体的损耗大小。
所以对于普通VDMOS，两者矛盾不可调和，这就是常规VDMOS的局限性。
但是对于COOLMOS，这个矛盾就不那么明显了。
通过设置一个深入EPI的的P区，大大提高了BV，同时对Rdson上不产生影响。
对于常规VDMOS，反向耐压，主要靠的是N 型EPI与body区界面的PN结，对于一个PN结，耐压时主要靠的是耗尽区承受，耗尽区内的电场大小、耗尽区扩展的宽度的面积。
常规VDSMO，P body浓度要大于N EPI，大家也应该清楚，PN结耗尽区主要向低参杂一侧扩散，所以此结构下，P body区域一侧，耗尽区扩展很小，基本对承压没有多大贡献，承压主要是P body－－N EPI在N型的一侧区域，这个区域的电场强度是逐渐变化的，越是靠近PN结面，电场强度E越大。
对于COOLMOS 结构，由于设置了相对P body浓度低一些的P region区域，所以P区一侧的耗尽区会大大扩展，并且这个区域深入EPI中，造成了PN结两侧都能承受大的电压，换句话说，就是把峰值电场Ec由靠近器件表面，向器件内部深入的区域移动了。
Infineon 2EDF7275F驱动器解决方案
Infineon 2EDF7275F双路隔离MOSFET栅极驱动器解决方案infineon公司的EiceDRIVER™2EDF7275F是双路隔离MOSFET栅极驱动器集成电路系列,通过无芯变压器(CT)技术,提供功能(2EDFx)或加强(2EDSx)输入/输出隔离性能.由于高驱动电流,极好的共模抑制和快速信号传输,2EDi系列特别适合于开速开关电源系统中驱动中/高压MOSFET器件(CoolMOS™, OptiMOS™, CoolSIC™).2EDSx, 2EDFx双路加强(安全)和功能隔离产品有不同的驱动强度:4A/8A低欧姆功率MOSFET,1A/2A高Ron MOSFET或更低开关瞬态(EMI).器件提供4A/8A或1A/2A源/沉输出电流,高达10MHz PWM开关频率,PWM信号传输时延0.37ns:通路不匹配3ns和+7/-6 ns传播延迟方差.输出电源电压从4.5V到20V,工作温度TJ = -40℃到+150℃.主要用在服务器,通信和工业开关电源(SMPS),同步整流,砖型转换器,UPS和电池存储,EV充电工业自动化,马达驱动和电动工具.为您整理如下详细资料，本文介绍了2EDF7275F主要特性,2EDi系列框图,以及评估板EVAL_3K3W_TP_PFC_SIC主要特性,指标.The EiceDRIVER™ 2EDi is a family of fast dual-channel isolated MOSFET gate-driver ICs providing functional(2EDFx) or reinforced (2EDSx) input-to-output isolation by means of coreless transformer (CT) technology. Dueto high driving current, excellent common-mode rejection and fast signal propagation,2EDi is particularly wellsuited for driving medium- to high-voltage MOSFETs (CoolMOS™, OptiMOS™, CoolSIC™) in fast-switching power systems.The gate drivers of the EiceDRIVER™ 2EDi product family are designed for fast-switching, medium to high powersystems with MOSFET switches. They are optimized for high timing accuracy over temperature and productionspread. The reliable accurate timing simp lifi es system design and provides better power conversion efficiency.The 2EDSx, 2EDFx dual-channel reinforced (safe) and functional isolated product variants are available withdifferent drive strengths: 4 A/8 A for low-ohmic power MOSFETs, 1 A/2 A for higher Ron MOSFETs or slowerswitching transients (EMI). The 1 A/2 A reinforced isolation driver can also be used as a PWM Data Coupler incombination with a non-isolated boost gate driver such as 1EDNx 4 A/8 A placed in closest proximity to theSuperjunction power switches.Two independent and galvanically isolated gate driver channels ensure that all 2EDi versions can be used in anypossible configuration of low- and high-side switches.Improved system robustness is supported by min. 150 V/ns Common Mode Transient Immunity (CMTI), PWMinputs with 18 ns noise filter, UVLO on output side including a safety self-lock-down of driver outputs in case ofinput UVLO (VDDI < 3 V), PWM outputs with up to 5 A peak reverse current capability and an intrinsically robustgate driver design.The 2EDi product table is provided as a first quick device selection guide; more detailed specifications areprovided in the product features, package dimension and testing chapters of this datasheet.2EDF7275F主要特性:• 4 A/8 A or 1 A/2 A source/sink output current• Up to 10 MHz PWM switching frequency• PWM signal propagation delay typ. 37 ns with– 3 ns channel-to-channel mismatch– +7/-6 ns propagation delay variance• Resistor-programmable Dead Time Control (DTC) ranging from 15 ns to 250 ns• Common Mode Transient Immunity CMTI >150 V/ns• Fast safety turn-off in case of input side Undervoltage Lockout (UVLO)• Output supply voltage from 4.5 V to 20 V with 4 V or 8 V UVLO threshold• Wide temperature operating range TJ = -40°C to +150°C• RoHS compliant wide /narrow-body (WB/NB) DSO16 and 5mm x 5mm LGA packages• Fully qualified according to JEDEC for Industrial ApplicationsIsolation and safety certificates• 2EDSx with reinforced isolation:– DIN V VDE V 0884-10 (2006-12) compliant with VIOTM = 8 kVpk and VIOSM = 6.25 kVpk (tested at 10kVpk)– certified according to UL1577 (Ed. 5) opto-coupler component isolation standard with VISO = 5700 VRMS– certified according to DIN EN 62368-1 and DIN EN 60950-1 and corresponding CQC certificates– certified according to EN 61010-1 (reinforced isolation, 300 Vrms mains voltage, overvoltage category III)• 2EDFx with functional isolation: Production test with 1.5 kVDC for 10 ms2EDF7275F潜在应用:• Server, telecom and industrial SMPS• Synchronous r ectification, brick converters, UPS and battery storage• EV charging industry automation, motor drives and power tools图1.EiceDRIVER™ 2EDi系列框图图2.EiceDRIVER™ 2EDi系列和5V控制器和高边VDD自举的应用电路评估板EVAL_3K3W_TP_PFC_SICThe EVAL_3K3W_TP_PFC_SIC board is a system solution enabled by Infineon Technologiespower semicon ductors as well as drivers and microcontroller. The evaluation board consists of a bridgeless totem-pole topology and it is intended for high-end applications in which the highest efficiency is required. Furthermore, the totem-pole topology is simple and offers a reduced part count and full utilization of the PFC inductor and switches [1]. For these reasons, totem-pole PFC enables high power density at a limited system cost for high-performance systems. In addition, theEVAL_3K3W_TP_PFC_SIC board provides reverse power flow (inverter operation for grid-connected applications) due to the inherent bi-directional power flow capability of the totem-pole topology.The totem-pole topology in PFC applications with CCM operation is feasible by using wide band-gap semiconductors [1]. In this case, the Infineon CoolSiC™ MOSFET in TO-247 four-pin package is used to push the efficiency to 99 percent at half-load (Figure 2). The converter operates exclusively at high-line (176 Vrms minimum, 230 Vrms nominal) in CCM with 65 kHz switching frequency.The PFC function to achieve bulk voltage regulation while demanding high-quality current from the grid is implemented with an Infineon XMC1404 microcontroller [2]. Further detail on PFC control implementation in the XMC™ 1000 family can be found in the application notes of other Infineon PSU and PFC evaluation boards with classic boost or dual boost topologies [3][4][5].The 3300 W bridgeless bi-directional (PFC/AC-DC and inverter/AC-DC) totem-pole presented in thisapplication note is a system solution developed with Infineon power semiconductors as well as Infineon drivers and controllers. The Infineon devices used in the implementation of theEVAL_3K3W_TP_PFC_SIC board are listed below.64 mΩ 650 V CoolSiC™ (IMZA65R048M1) in TO-247 four-pin package, as totem-pole PFChigh-frequency switches17 mΩ 600 V CoolMOS™ C7 (IPW60R017C7) in TO-247 package, for the totem-pole PFC return path (low-frequency bridge)2EDF7275F isolated gate drivers (EiceDRIVER™)ICE5QSAG QR Flyback controller and 950 V CoolMOS™ P7 (IPU95R3K7P7) for the bias auxil iar y supplyXMC1404 microcontroller for PFC control implementationA simplified block diagram of the bridgeless topology with the mentioned devices from the Infineon portfolio is shown in Figure 3. The diode bridge in front of the totem-pole PFC converter is meant to be a current path for start-up or surge conditions and it is not part of the current path during the steady-state converter operation. The power flow direction, which will select the converter operation – forward power flow or PFC operation versus reverse power flow or inverter operation – can be selected by a switch connected to the XMC™ microcontroller as a digital input pin.This document presents a system solution based on Infineon superjunction (SJ) (CoolMOS™) and wide band-gap (CoolSiC™) power semiconductors, drivers and microcontroller for a bridgeless totem-pole Power Factor Corrector (PFC) with bi-directional capability. The EVAL_3K3W_TP_PFC_SIC board is intended for those applications which require the highest efficiency (99 percent) and high power density (73 W/in3), such as high-end servers and telecoms. In addition, the bi-directional power flow capability would allow this design to be used in battery chargers or battery formation applications. The totem pole implemented in the EVAL_3K3W_TP_PFC_SIC board operates in Continuous Conduction Mode (CCM) in both rectifier (PFC) and inverter mode, with full digital control implementation on the Infineon XMC™ 1000 series microcontroller.The Infineon components used in the 3300 W bridgeless bi-directional totem-pole board are as follows:600 V CoolMOS™ C7 SJ MOSFET and 650 V CoolSiC™ silicon carbide MOSFET2EDF7275F isolated gate drivers (EiceDRIVER™)XMC1404 microcontrollerICE5QSAG CoolSET™ QR Flyback controller950 V CoolMOS™ P7 SJ MOSFET图3.3300W无桥图腾柱PFC和CoolSiC™, CoolMOS™ and XMC™控制板评估板EVAL_3K3W_TP_PFC_SIC主要特性:High efficiency bridgeless totem-pole PFCHigh power densityEnabled by CoolSiC™ MOSFET 650VDigitally controlled with XMC1404Bidirectional capability (DC-AC operation)BenefitsEfficiency close to 99%Compact form factor (72W/in3)Low component countBidirectional operation (digital control)图4.3300W无桥图腾柱PFC板(EVAL_3K3W_TP_PFC_SIC)简化框图图5.3300W无桥图腾柱PFC板和650V CoolSiC和600V C7 C OS MOSFET和XMC控制位置图。
英飞凌的IGBT驱动芯片介绍
EiceDriver
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Isoaltion Definitions
Functional Insulation:
VDE 0884-10 Approved UL1577 Pending
Insulation between conductive parts which is necessary only for the proper functioning of the equipment. Basic Insulation: Insulation applied to live parts to provide basic protection against electric shock. Supplementary Insulation: Independent insulation applied in addition to basic insulation, in order to provide protection against shock in the event of a failure of basic insulation. Double Insulation: Insulation comprising both basic insulation and supplementary insulation. Reinforced Insulation: A single Insulation applied to live parts, which provides a degree of protection against electric shock equivalent to double insulation
基于 CLT 技术 1200V, +1A/-2A 半桥驱动器 SO-18-2 SMD 封装 (符合RoHS标准) VCC / VSH: 14V-18V 欠压锁定（UVLO）: 典型值 11V (欠压清除电 平典型值12V) PWM 输入： 高电平有效, 兼容3.3V/5V TTL逻 辑 输入互锁功能 关断(SD)输入 通用运算放大器和比较器 VGNDH: 最大可达 ±1200V! 传输延迟典型值85ns， 上下管传输延迟相差 ±25ns 符合并通过IEC61000-4-4标准等级4
英飞凌EiceDRIVER门极驱动芯片 选型指南2019说明书
英飞凌EiceDRIVER™门极驱动芯片2尊敬的客户及合作伙伴：您好！电力电子应用需要用到功率器件开关，而功率器件开关需要最合适的门极驱动解决方案。
电池驱动的应用、小型和大型家电、计算和电信服务器、电动车充电桩、太阳能和机器人等应用都电路设计有特殊的需求。
合适的门极驱动配置对于所有功率器件——无论是分立式还是功率模块——都至关重要。
运用最新技术的分立式器件——包括CoolMOS™和OptiMOS™ MOSFET、TRENCHSTOP™IGBT、CoolGaN™氮化镓HEMT、CoolSiC™碳化硅MOSFET——以及开放框架模块(如Easy、Econo功率模块)，都需要细调门极驱动电路才能充分发挥出它们的能力。
针对CoolGaN™和CoolSiC™等新式宽带隙功率器件，我们最常被问及的问题之一是“你们是如何驱动它们的呢？”英飞凌门极驱动提供从0.1 A到10 A的一系列典型的输出电流选项，适用于任何功率器件型号。
快速短路保护、可编程的死区时间、直通短路保护及有源关断等全面的门极驱动保护功能，使得这些驱动适用于包括CoolGaN™和CoolSiC™在内的所有功率器件。
英飞凌门极驱动还具备集成自举二极管、使能、故障报告、输入过滤器、OPAMP和DESAT保护等更先进的功能。
有源米勒箝位，和独立的拉/灌电流输出引脚功能，还有助于提高设计的灵活性。
英飞凌EiceDRIVER™系列门极驱动让客户更容易驱动所有功率器件和功率模块。
针对电气隔离需求，英飞凌既提供基础型隔离产品，也提供增强型隔离产品。
我们始终坚守承诺，让英飞凌成为品质的代名词。
英飞凌拥有现代化的前瞻性质量管理体系，可通过将客户需求转化为实实在在的行动来支持公司的卓越运营。
我们致力于在成本、质量和上市时间上做到一流。
英飞凌的质量方针相当于一个安全屏障，能够避免以牺牲品质为代价来提高生产率。
英飞凌是功率半导体解决方案全球领先的供应商之一，可让您的生活更轻松、更安全、更环保。
英飞凌Cool Mos 应用手册
Copyright © Infineon Technologies AG 2014. All rights reserved.
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针对≥15W准谐振(QR)以及串联谐振(LLC)型号
500V
RDS(ON) [mΩ]
3000 2000 1400 950 800 650 500 380 280 190
IPA60R800CE IPA60R650CE IPA60R500CE IPA60R400CE
TO-252 DPAK
IPD60R2K1CE IPD60R1K5CE IPD60R1K0CE IPD60R800CE IPD60R650CE IPD60R500CE IPD60R400CE
TO-251 IPAK
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230Vac输入时的效率差异
CE 由于栅极电荷更小，因此关断损耗更低
CE 由于寄生电容更小，因此开关损耗更低
低开关损耗支撑更高的效率
November 26, 2014
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IPD80R1K0CE
TO-251 IPAK
IPU80R2K8CE
IPU80R1K4CE
IPU80R1K0CE
Copyright © Infineon Technologies AG 2014. All rights reserved.
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英飞凌电源管理与射频在线技术社区
November 26, 2014
TO-220
TO-247
TO-251 IPAK
IPU50R3K0CE IPU50R2K0CE IPU50R1K4CE IPU50R950CE
microchip数字电源方案
microchip数字电源方案Digital Power Solutions by Microchip数字电源方案在现代电子设备中扮演着至关重要的角色。
它们能够提供高效的电源管理、精确的电源控制和实时的监控功能。
Microchip 作为领先的半导体解决方案提供商，在数字电源技术领域具有广泛的经验和卓越的创新能力。
本文将介绍Microchip数字电源方案的特点和应用领域。
一、Microchip数字电源方案概述Microchip的数字电源方案基于先进的数字信号处理器（DSP）和微控制器（MCU）技术。
这些方案集成了高效的功率转换器、电源监测电路和通信接口，能够满足各种应用的需求。
与传统的模拟电源方案相比，Microchip的数字电源方案具有以下优势：1. 精确的电源控制：数字化的控制算法能够实时调整电源输出，确保设备的稳定性和可靠性。
2. 高效的能源管理：数字电源方案能够根据负载需求动态调整功率输出，提高能源利用率。
3. 实时监测和反馈：数字电源方案通过内置的传感器和监控电路，能够实时监测电源状态，并及时反馈给控制系统。
4. 灵活的通信接口：数字电源方案支持多种通信协议，如SPI、I2C 和UART，便于与外部设备进行数据交互和控制。
二、Microchip数字电源方案的应用领域Microchip的数字电源方案被广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：1. 工业自动化数字电源方案在工业自动化领域中能够提供高效、稳定的电源供应，确保设备的正常运行。
工业自动化系统通常具有复杂的控制要求，需要实时的电源监测和反馈机制。
Microchip的数字电源方案能够提供精确的电源控制和监测功能，满足工业自动化系统对电源质量和稳定性的要求。
2. 智能家居随着智能家居市场的快速发展，对于高效、智能的电源管理方案的需求也越来越大。
Microchip的数字电源方案能够实时监测和控制智能家居设备的供电情况，确保设备的正常运行和能源的有效利用。
英飞凌各代IGBT模块技术详解
英飞凌各代IGBT模块技术详解IGBT 是绝缘门极双极型晶体管（Isolated Gate Bipolar Transistor）的英文缩写。
它是八十年代末，九十年代初迅速发展起来的新型复合器件。
由于它将 MOSFET 和 GTR 的优点集于一身，既有输入阻抗高，速度快，热稳定性好，电压驱动（MOSFET 的优点，克服 GTR 缺点）；又具有通态压降低，可以向高电压、大电流方向发展（GTR 的优点，克服 MOSFET 的缺点）等综合优点，因此 IGBT 发展很快，在开关频率大于 1KHz，功率大于 5KW 的应用场合具有优势。
随着以 MOSFET、IGBT 为代表的电压控制型器件的出现，电力电子技术便从低频迅速迈入了高频电力电子阶段，并使电力电子技术发展得更加丰富，同时为高效节能、省材、新能源、自动化及智能化提供了新的机遇。
英飞凌／EUPEC IGBT 芯片发展经历了三代，下面将具体介绍。
一、IGBT1－平面栅穿通（PT）型 IGBT （1988 1995）西门子第一代 IGBT 芯片也是采用平面栅、PT 型 IGBT 工艺，这是最初的 IGBT 概念原型产品。
生产时间是 1990 年－ 1995 年。
西门子第一代 IGBT 以后缀为“DN1” 来区分。
如 BSM150GB120DN1。
图 1.1 PT-IGBT 结构图PT 型 IGBT 是在厚度约为 300－500μm 的硅衬底上外延生长有源层，在外延层上制作IGBT 元胞。
PT-IGBT 具有类 GTR 特性，在向 1200V 以上高压方向发展时，遇到了高阻、厚外延难度大、成本高、可靠性较低的障碍。
因此，PT-IGBT 适合生产低压器件，600V系列 IGBT 有优势。
二、IGBT2－第二代平面栅 NPT-IGBT西门子公司经过了潜心研究，于 1989 年在 IEEE 功率电子专家会议（PESC）上率先提出了 NPT－IGBT 概念。
由于随着 IGBT 耐压的提高，如电压VCE≥1200V，要求 IGBT 承受耐压的基区厚度dB>100μｍ，在硅衬底上外延生长高阻厚外延的做法，不仅成本高，而且外延层的掺杂浓度和外延层的均匀性都难以保证。
英飞凌高效开关电源系统解决方案
PGND GATE VCC P-DSO-14 VSENSE OVP BOP VB_OK
VREF VBTHL_EN
90 ~ 270 Vac
Line Filter
RGD CE RCS1 RGS
CB
RBVS1
RBVS4
RBVS2
RBVS5
RBVS3 DBRO1 DBRO2 QRel RRel RBRO1 RBRO2 VB_OK CS GATE PGND VSENSE OVP
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英飞凌开关电源解决方案
PFC 部分 CoolMOS C6
Set date
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英飞凌开关电源解决方案
PFC 部分 CoolMOS C6
引脚电感 dv/dt 触发震荡
高体二极管可靠性 低反向恢复电荷 (Qrr)
益处
便于控制的开关特性 与C3相比具有更高的轻载效率
CoolMOSTM 品质，高可靠性体二极管
突出的可靠性，品质保证 与之前的几代CoolMOSTM 产品相比，价格更优
Copyright © Infineon Technologies 2009. All r 96%
BOFO ISENSE SGND ICOMP P-DSO-14
PGND GATE VCC VSENSE OVP BOP VB_OK
BOP
RBRO1 RBRO2 RBRO3 CBRO
FREQ
20uA
DBYP RNTC C7
Blanking time L2H 30us H2L 1us
英飞凌的IGBT驱动芯片介绍
功能 ED = IGBT/MOSFET驱动器 驱动器通道数 1 = 单管驱动器 2 = 半桥驱动器 6 = 三相全桥驱动器
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EiceDRIVERTM器件型号定义
EiceDRIVER™ 2 ED 020 I 12 – F I
绿色 / 增强版本 I = 有自锁功能 C = 无自锁功能
(To be Provided by 1ED020I12-S)
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1ED020I12-F Features
Undervoltage lockout
5V CMOS compatible LV I/Os
Fault feedback
Inverting/non-inverting IN
Enable/Shutdown function Negative drive Active Miller Clamp IGBT Desaturation detection Rail-to-rail +/-2A output
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EiceDRIVERTM器件型号定义
EiceDRIVER™ 6 ED 003 L 06 – F
绝缘等级 F = 功能性隔离 S = 安全隔离
电压等级 06 = 600V 12 = 1200V 17 = 1700V
驱动器类型 I = IC (无核变压器技术) L = IC (电平转换技术)
绝缘等级 F = 功能性隔离 S = 安全隔离
ST = 安全隔离/机车拖动应用
电压等级 06 = 600V 12 = 1200V 17 = 1700V
驱动器类型 C = PCB电路板 I = IC (无核变压器技术) L = IC (电平转换技术) 峰值输出电流 003 = 300mA 020 = 2A 功能 ED = IGBT/MOSFET驱动器
英飞凌IGBT 技术和产品概述及其应用领域
英飞凌IGBT 技术和产品概述及其应用领域IGBT芯片技术及其发展：功率半导体在整个电能供应链中扮演重要角色。
如何提高功率密度是功率器件发展的主题：芯片技术和功率密度：芯片技术的发展趋势——以600/650V 为例600V IGBT 新的里程碑——HighSpeed3：器件型号芯片技术Ic [A]@100°C 大小[mm2]SPW47N60C3 CoolmosTM C3 30 69.3 IKW30T60 TRENCHSTOPTM 30 15.2 IGW40N60H3 High Speed 3 40 19.3HighSpeed3 特性芯片面积只有CoolMOS的28%功率密度高芯片和模块成本低在高温在拖尾电流也很小关断特性接近于CoolMOS，Eoff是IGBT3的40%,是CoolMOS的120%平滑的开关波形，振荡很有限TRENCHSTOP™5 - 25°C Trade-off 曲线Vce(sat) 对Eoff：与英飞凌的Best-in-class Highspeed3 比, TRENCHSTOPTM5 : >60% 低的开关损耗10% 低的导通损耗TRENCHSTOP™5开关特性–接近MOSFET的开关特性，消除拖尾电流。
TRENCHSTOP™5 –应用目标，填补IGBT与MOSFET之间的中到高频开关应用650V TRENCHSTOP™5，产品家族。
F5：超高性能版本需要超低寄生电感设计开关频率：~120kHzH5：逆导型IGBT用于软开关，如准谐振感应加热R5：逆导型IGBT用于软开关，如准谐振感应加热L5：低饱和压降目标：Vcesat =1V @ Inom, 25°C600V/650V 芯片技术的发展：发展背景：•600V 主要应用220V 马达驱动,电源，以小功率为主。
•电动汽车，太阳能等新兴应用功率大，追求高效率，对芯片技术有新的要求IGBT2---IGBT3di/dt 降低25%.过电压减小25%更短的拖尾电流关断损耗在同一水平短路时间6us600V---650Vdi/dt 进一步降低关断损耗增加短路时间10us耐压增加50V电压余量增加180V芯片技术的发展趋势——IGBT4 回顾：芯片技术的发展趋势——IGBT4 回顾：IGBT4 P4 的软特性：2400A-模块的关断特性at Tvj=25°C , Ic= 0,5 Inom (Rg=0,3Ohm,没有有源嵌位) IGBT 3 E3 在测试条件下, 300V 直流电压下就开始振荡。
ln8k15电源芯片工作原理
一、ln8k15电源芯片概述ln8k15电源芯片是一种用于电子设备的稳压电源芯片，具有高效、稳定和安全等特点。
它广泛应用于手机、平板电脑、数码相机等电子产品中，为这些设备提供稳定的电力支持。
二、ln8k15电源芯片的组成ln8k15电源芯片主要由输入端、输出端、反馈端、控制电路和保护电路等部分组成。
其中，输入端接收外部电源输入，输出端为外部设备提供稳定电压输出，反馈端用于监控输出电压，并通过与控制电路相连实现对输出电压的调节，保护电路则可以在电路异常情况下及时切断电源，保护外部设备和电源芯片本身。
三、ln8k15电源芯片的工作原理1. 输入端供电当外部电源接入ln8k15电源芯片的输入端时，电源芯片会开始工作。
在开始工作之前，电源芯片内部会进行一系列稳压处理，确保输入电压在一定范围内才能正常工作。
2. 控制电路工作一旦输入电压符合要求，控制电路便开始工作。
控制电路通过反馈端监控输出电压，并与内部参考电压进行比较，调节控制开关管的导通时间，从而控制输出端稳定输出所需的电压。
3. 保护电路的作用保护电路在输出端短路、负载过大、温度过高等异常情况下，能够及时切断电源，防止对外部设备和电源芯片本身造成损坏。
四、ln8k15电源芯片的特点1. 高效节能：ln8k15电源芯片采用先进的电源管理技术，能够在保证稳定输出的情况下，尽量减少能量损耗，提高整体效率。
2. 稳定可靠：ln8k15电源芯片具有良好的稳压性能，能够在输入电压波动较大的情况下，依然能够提供稳定的输出电压，保证外部设备的正常工作。
3. 安全保护：ln8k15电源芯片内置多重保护电路，能够及时发现外部设备异常情况，并做出快速反应，确保电源芯片和外部设备的安全。
五、ln8k15电源芯片的应用由于ln8k15电源芯片具有稳定、高效和安全等特点，被广泛应用于手机、平板电脑、数码相机、电子玩具等电子产品中。
它能够为这些设备提供稳定的电力支持，保证设备正常工作。
旋变 英飞凌 激励信号 载波 pwm 步长
旋变英飞凌激励信号载波pwm 步长摘要：1.旋变技术简介2.英飞凌旋变技术优势3.激励信号在旋变技术中的应用4.载波与PWM技术的关系5.步长调整策略与实例6.旋变技术在我国的应用与发展7.总结与展望正文：近年来，旋变技术在我国得到了广泛的应用和发展。
本文将从旋变技术简介、英飞凌旋变技术优势、激励信号在旋变技术中的应用、载波与PWM技术的关系、步长调整策略与实例、旋变技术在我国的应用与发展等方面进行详细阐述。
一、旋变技术简介旋变技术，又称旋转变压器技术，是一种高频开关电源变换技术。
其主要原理是利用磁场旋转实现电能的传递，具有高效率、高功率密度、轻量化、小型化等优点。
二、英飞凌旋变技术优势英飞凌作为全球领先的半导体企业，其旋变技术具有以下优势：1.高效率：英飞凌旋变技术能实现高达97%的转换效率，显著降低能源损耗。
2.高功率密度：采用英飞凌旋变技术的电源模块，功率密度可达到50W/cm，满足高性能电子产品对功率密度的需求。
3.小型化：英飞凌旋变技术采用紧凑型设计，使得电源模块尺寸大大缩小，有利于产品轻量化。
4.宽电压范围：英飞凌旋变技术支持宽电压输入范围，适应不同场景的应用需求。
5.良好的电磁兼容性：英飞凌旋变技术具有较低的电磁干扰，提高产品的可靠性和稳定性。
三、激励信号在旋变技术中的应用激励信号在旋变技术中起到关键作用，它驱动载波信号产生磁场旋转，进而实现电能的传递。
激励信号的频率、幅度和相位等因素直接影响旋变技术的性能。
四、载波与PWM技术的关系载波信号是旋变技术中的核心部分，它通过磁场旋转实现电能的传输。
PWM（脉宽调制）技术则用于控制载波信号的占空比，从而实现输出电压的调节。
载波与PWM技术的结合，使得旋变技术具有出色的性能。
五、步长调整策略与实例步长调整是旋变技术中关键的环节，合理的步长设置能有效提高系统的性能。
例如，在某一特定应用场景下，通过优化步长，可以实现系统效率的提升和电磁干扰的降低。
英飞凌芯片大幅降低平板电视功耗
Ｎｏ ｅ ｅ ０ ７ ｖ ｍｂ ｒ２ ０
Ｈ ： ＷＩ 硬件中断服务（ ａ ｗ ｒ Ｉｔ ｒｐ） Ｈ ｒ ａ ｅ ｕ ｔ。 ｄ ｅｎｒ
Ｓ ： 件 中断 服 务 （ｏｗ ｒ ｎｅｒｐ）类 似 ＷＩ软 Ｓｆ ａｅＩｔｒ ｔ， ｔ ｕ 于硬 件 中断 ；可 以通 过调 用 系统 Ａ Ｉ Ｐ 函数触 发 软
适 合工业 生 产 、 试 的需要 。 调
京 ： 学 出版社 ，０ ０ 科 ２０ ．
［ （ ） Ｉ ，张 卫 宁 编 译 ．Ｔ ３ ０ ２ Ｘ 系列 Ｄ Ｐ的 ５ 】 关 Ｔ著 ＭＳ ２ Ｃ ８ Ｓ
５ 结 语
本 文 给 出 了 基 于 Ｔ ３０ ２ １ ＭＳ２ Ｆ ８２的 电力 机 车 用 １０ Ｖ高频 大 功率 开关 电源全 数 字化设 计 方案 ， １
ＩＬ： 闲任 务 （ｄｅＬｏ ） 统将 维持 一 个 空 Ｄ 空 Ｉｌ ｏｐ 系 闲任 务 链 ， 当所 有任 务 ， 中断都处 于 空 闲时 。 系统 依次 执行 空 闲任务 。 系统 软件 设计 按 照驱 动程 序层 、 系统层 、 用 应
（ｅｏｄ ｄｔ ｎ ［ １ Ｓ ｃｎ Ｅ ｉｏ） ｎ ．Ｍｃ ｒｗ － ｉ Ｃ ｍ ａｉｓ ｎ ． ｉ Ｃ ａ Ｈｌ ｏ ｐ ｎｅ，Ｉｃ ｌ
２０ ． ０５
【 陶永 华 ．新 型 ＰＤ控 制及 其 应 用 （ 二 版 ）Ｍ ． 京 ： ８ ］ Ｉ 第 ［］北
机 械 工 业 出版社 ，０ ５ ２０．
荧光显示屏（ Ｆ ）实时显示系统状态 、 ＶＤ， 电源故 障 诊断等功能。 采用基于 Ｃ Ｎ总线双电源冗余热备 Ａ 份 ，有效提高了电力机车整个控制系统的可靠性 与安全 性 。 由于采用 Ｄ Ｐ的全数字化硬件控制平 台 ， Ｓ 使
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SJ: SPW47N60C3 (2001)
– RDS(on) = 70m FOM = 17.6 [nC]
SJ: IPW60R045CP (2005)
– RDS(on) = 45m FOM = 6.75 [nC]
SJ:IPW65R019C7 (2013)
英飞凌高效率开关电源解决方案
PFC 部分 ICE3PCS01G
全负载范围提升PFC系统效率
精确的频率设定 可以最优化EMI滤波器, 减低成本,提升效率 精确的电压调整率 优化功率级, 提升效率 可调整的 boost 跟踪功能 提升低压,轻载的效率 0.2V 峰值电流限制 减小电流采样电阻的损耗,提升效率
英飞凌可以提供整套PFC方案
CoolMOS C7/P6
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英飞凌高效率开关电源解决方案
PFC 部分 ICE3PCS01G
负载 效率 轻载 96% 半载 96.5% 满载 96%
各种保护功能
可以降低工作量
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英飞凌高效率开关电源解决方案 PFC部分 （PFC MOS）
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800W CCM PFC at 130 kHz > 97% efficiency 42inch³ density Form factor typical in industry Low cost components
2* CoolMOS™ C7 TO220 IPP60R180C7 SiC Gen 5/6 6A, TO 220 EiceDRIVER™ Driver IC 2EDN Analogue (ICE3) and digital control version (XMC1300)
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英飞凌高效率开关电源解决方案
PFC CoolMOS™ C7/C6
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英飞凌高效率开关电源解决方案 PFC部分 650V CoolMOS™ C7 Portfolio
英飞凌高效率开关电源解决方案
仿真结果 Turn-on 25A by ‘fast’ SJ, 2nH Ls TO-247-3P simulation EON = 130uJ
ID
Turning MOSFET back off! Discharging CGS!
VDRV VLS
TO-247-4P simulation EON = 63uJ
英飞凌高效开关电源系统解决方案
2015英飞凌电源管理巡回研讨会
英飞凌高效率开关电源解决方案
议程
背景介绍 英飞凌PFC解决方案,提升PFC效率 英飞凌LLC解决方案,提升LLC效率 英飞凌低待机损耗辅助电源解决方案 英飞凌快速充电器和适配器解决方案 总结
2015/6/10
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英飞凌高效率开关电源解决方案
议程
背景介绍 英飞凌PFC解决方案,提升PFC效率 英飞凌LLC解决方案,提升LLC效率 英飞凌低待机损耗辅助电源解决方案 总结
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英飞凌高效率开关电源解决方案
PFC 部分 ICE3PCS01G
负载 效率 轻载 96% 半载 96.5% 满载 96%
BOFO ISENSE SGND ICOMP FREQ VREF VBTHL_EN P-DSO-14 PGND GATE VCC VSENSE OVP BOP VB_OK
BOFO ISENSE SGND ICOMP FREQ VREF VBTHL_EN P-DSO-14 PGND GATE VCC VSENSE OVP BOP VB_OK
Ramp Profile
Ave(Iin) at ICOMP
Gate Drive
t
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dI D VDRV VCGS dt LS
VDRV = 12 [V] VCGS Vth = 3.5 [V] LS = 6 [nH]
dID 1.4 A ns dt
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英飞凌高效率开关电源解决方案
PFC 部分 ICE3PCS01G
负载 效率 轻载 96% 半载 96.5% 满载 96%
BOFO ISENSE SGND ICOMP FREQ VREF VBTHL_EN P-DSO-14 PGND GATE VCC VSENSE OVP BOP VB_OK
PCL 门槛: -0.2V +/-2% 误差 二次OVP保护,进一步加强 系统可靠性 提供Bulk voltage ok 信 号
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频率设置和外置频率同步
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英飞凌高效率开关电源解决方案
演示板一览
PFC at high frequencies Highest LLC performance TO247 4-pin benefits
600W half-bridge LLC/SR LLC+SR efficiency of 97.8% @ 50% load Efficiency >95% @ 50% load 115 ... 200 kHz switching
LLC analog controllerICE2HS01G HB Gate Drive IC 2EDL05N06PF Bias QR Flyback controller ICE2QR2280Z SR MOSFETs OptiMOS™ BSC01N04LS Primary CoolMOS™ IPP60R180C7
负载跳变时实现快速动态响应
减小电压过冲 高可靠性,易于设计 快速的恢复时间高可靠性,易于设计 基本无电流失真 高性能
Bulk voltage OK 信号
节省防浪涌继电器的检测电路或PWM IC控制电路 低成本 可调的低门槛的VB_OK信号 提高设计的弹性 二次OVP保护 低成本
Assessment of C7 at high fsw
10.06.2015
Assessment of C7 LLC performance
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Assessment of TO247 4-pin vs. 3-pin
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MOSFET技术的演变
Before SJ: IRFP450 (mid 1990s)
– RDS(on) = 400m
RDSon*Qg
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PFC 部分 ICE3PCS01G
为了应对全球变暖，电脑产业拯救气候计划，由谷歌和英特尔在2007年开始，寻求从计算机的操作，以减 少全球二氧化碳排放量到2010年每年540万吨.
Climate Saver 白金 90% 92% 89% 金 87% 90% 87% 银 85% 88% 85% 铜 82% 85% 82% 80+ 80% 80% 80% 80+ Jul 08 – Jun 09 July 09 – Jun 10 July 10 – Jun 11
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英飞凌高效率开关电源解决方案
演示板一览
Red: Pink:
输入EMI电路和整流 桥 CCM PFC ICE3PCS01G IPP60R190C6 IDT05S60C ICE2QR2280Z
Yellow: 待机电源 Blue: LLC 谐振半桥变换器 ICE2HS01G IPP60R190C6 IPP015N04N brown: DC-DC 变换器 BSC030N03LS BSC050N03LS TDA21106
ID
MOSFET switches ‘normal’ No Discharging CGS!