簡(jiǎn)介

當(dāng)今的汽車正朝著提供高能效同時(shí)對(duì)環(huán)境影響降至最低的方向發(fā)展。但就長(zhǎng)遠(yuǎn)而言，以非石油為基礎(chǔ)的動(dòng)力系統(tǒng)似乎是最具前景的解決方案；與此同時(shí)，汽車工業(yè)正在推出基于現(xiàn)有技術(shù)引入更多改進(jìn)。一項(xiàng)主要趨勢(shì)是混合動(dòng)力化（hybridization），其中微混合動(dòng)力（包括停止-啟動(dòng)系統(tǒng)）和輕度（mild）混合動(dòng)力存在大量增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。這些“適度混合動(dòng)力”

方案可能看上去已經(jīng)過(guò)氣，但業(yè)界仍在圍繞這些應(yīng)用進(jìn)行大量電子及機(jī)械開(kāi)發(fā)。

本文將首先審視一些跟倫德?tīng)枺↙undell）式電動(dòng)機(jī)（更廣為人知的名稱是“交流發(fā)電機(jī)”）相關(guān)的持續(xù)改進(jìn)的極佳示例。由于采用了更好的電子控制，它的能效提升了，更多的能量被恢復(fù)，發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)的影響被處理平順了。本文的第二部分將重點(diǎn)介紹汽車中加入的更多傳感器，這些傳感器將幫助進(jìn)一步降低傳統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)石油的依賴。最后一段闡釋現(xiàn)有電感型傳感器技術(shù)可以怎樣優(yōu)化剎車踏板以幫助汽車節(jié)省更多能量。

1. 啟動(dòng)交流發(fā)電機(jī)

在啟動(dòng)交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中，無(wú)源整流二極管被大電流開(kāi)關(guān)替代。這些開(kāi)關(guān)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，使其作為電機(jī)

（啟動(dòng)機(jī)模式），并在交流發(fā)電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的定子電流上執(zhí)行同步整流（交流發(fā)電機(jī)模式）。

同步整流大幅通過(guò)以高導(dǎo)電性的通道分流（本體）二極管，提升交流發(fā)電機(jī)能效，將正向壓降降至低于 150 mV。

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圖 1：交流發(fā)電機(jī)中的同步整流

此應(yīng)用的一項(xiàng)主要功能挑戰(zhàn)就是確保在定子電流反向時(shí)開(kāi)關(guān)以極快速度關(guān)斷；開(kāi)關(guān)關(guān)斷有任何延遲都會(huì)導(dǎo)致不必要的電池放電，其方式跟常規(guī)二極管的反向恢復(fù)非常類似。有鑒于此，預(yù)驅(qū)動(dòng)器 IC 包含在自主門極控制環(huán)路內(nèi)部工作的高歪曲率驅(qū)動(dòng)器，設(shè)計(jì)目的是在整流期間歐姆損耗與電流符號(hào)改變時(shí)的過(guò)渡損耗之間取得盡可能最佳的折衷。在 IC 中集成這些預(yù)驅(qū)動(dòng)器相當(dāng)復(fù)雜。

首先，它要求多種不同電壓域共存在同一個(gè)硅襯底上，同時(shí)確保這些電壓域之間的可靠通信。

其次，啟動(dòng)交流發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器 IC 被置于可能是環(huán)境最惡劣的位置，可能會(huì)遭受電池反向、負(fù)載突降、陰極接地轉(zhuǎn)移、定子相位上極大的 dV/dt（數(shù)量級(jí)為每微 秒 100 V）、電磁干擾等多種瞬態(tài)事件。同樣，使用差分技術(shù)及細(xì)致管理硅襯底上的寄生（雙極）效應(yīng)，有可能采用高性價(jià)比的降壓技術(shù)而非絕緣硅（SOI）技術(shù)來(lái)構(gòu)建此類 IC。