簡介

當今的汽車正朝著提供高能效同時對環(huán)境影響降至最低的方向發(fā)展。但就長遠而言，以非石油為基礎(chǔ)的動力系統(tǒng)似乎是最具前景的解決方案；與此同時，汽車工業(yè)正在推出基于現(xiàn)有技術(shù)引入更多改進。一項主要趨勢是混合動力化（hybridization），其中微混合動力（包括停止-啟動系統(tǒng)）和輕度（mild）混合動力存在大量增長機會。這些“適度混合動力”

方案可能看上去已經(jīng)過氣，但業(yè)界仍在圍繞這些應用進行大量電子及機械開發(fā)。

本文將首先審視一些跟倫德爾（Lundell）式電動機（更廣為人知的名稱是“交流發(fā)電機”）相關(guān)的持續(xù)改進的極佳示例。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，發(fā)動機頻繁啟動的影響被處理平順了。本文的第二部分將重點介紹汽車中加入的更多傳感器，這些傳感器將幫助進一步降低傳統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動機對石油的依賴。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. 啟動交流發(fā)電機

在啟動交流發(fā)電機系統(tǒng)中，無源整流二極管被大電流開關(guān)替代。這些開關(guān)負責驅(qū)動啟動交流發(fā)電機，使其作為電機

（啟動機模式），并在交流發(fā)電機內(nèi)部產(chǎn)生的定子電流上執(zhí)行同步整流（交流發(fā)電機模式）。

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

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圖 1：交流發(fā)電機中的同步整流

此應用的一項主要功能挑戰(zhàn)就是確保在定子電流反向時開關(guān)以極快速度關(guān)斷；開關(guān)關(guān)斷有任何延遲都會導致不必要的電池放電，其方式跟常規(guī)二極管的反向恢復非常類似。有鑒于此，預驅(qū)動器 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)動器，設計目的是在整流期間歐姆損耗與電流符號改變時的過渡損耗之間取得盡可能最佳的折衷。在 IC 中集成這些預驅(qū)動器相當復雜。

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

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