上海贝岭800V车载PTC加热器驱动解决方案

Release time：2024-09-09
author：AMEYA360
source：上海贝岭
reading：1381

　　一、概述

　　随着新能源汽车对800V平台技术的大量应用，汽车各高压部件就随之提出了由400V向800V切换的需求。高压PTC (Positive Temperature Coefficient)加热器作为汽车热管理系统中重要的一环，对电池、电机、电控等部件进行温度控制和管理，从而确保其能适应多样化的外部条件，使各部件能工作在最佳温度区间，提高新能源汽车的性能与安全性。

　　二、车载PTC工作原理及拓扑结构

　　PTC热敏电阻是一种基于正温度系数的特殊半导体陶瓷材料的电阻，其温度-阻值曲线如图1所示：在室温下，器件电阻值相对较低;当电流流经PTC电阻时，其产生的能量会使PTC电阻升温;当器件温度超过居里温度时，PTC阻值会迅速增大，回路电流会相应减小。从而可实现PTC温度维持在一定范围内。

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　　图1 PTC 电阻值-温度曲线

　　图片来源：汽车热管理研发

　　高压PTC模块的常用典型拓扑如图2所示：输入高压电由电池包取电，通过滤波后为PTC组件供电，低压部分由反激电路实现高低压隔离，功率回路通常采用并联分离驱动的方案。以图2为例，4路PTC组件代表四种工作模式，根据不同的功率需求选择开启通道数。霍尔电流传感器检测母线电流，水温传感器用以检测换热液温度以调节PTC加热器占空比实现恒温控制。

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　　三、贝岭BLG40T120FDL5产品介绍

　　针对高压PTC应用，上海贝岭推出1200V 40A IGBT产品BLG40T120FDL5-F。采用第二代微沟槽多层场截止技术，优化了导通压降和开关损耗，实现了更好的输出特性。

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　　图3工艺特点

　　BLG40T120FDL5合封全电流FRD，减少了电路设计时的元器件数量，提高了整体可靠性。

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　　图4 封装内部示意图

　　为高压PTC应用提供更优的散热性能与绝缘性能，上海贝岭BLG40T120FDL5采用TO247封装。

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　　图5 BLG40T120FDL5-F封装外观

　　四、贝岭BLG40T120FDL5性能优势

　　1、通态压降Vce(sat)

　　对于PTC应用而言，其较低的频率导致了器件的通态损耗在总损耗中的占比提高，为了降低损耗带来的温升，确保器件可工作在安全的温度范围，低通态压降Vce(sat)是评估IGBT器件的一个重要指标。上海贝岭BLG40T120FDL5拥有较低的导通压降，在该类应用中展现出更出色的性能。

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　　2、漏电流 Ices

　　PTC应用中IGBT工作环境会高达125℃左右，上海贝岭BLG40T120FDL5有助于在高温环境中降低漏电流，在PTC复杂的应用场景下，在阻断状态具更低的自热，更低的结温，因而可靠性更高。

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　　3、向偏置安全工作区RBSOA

　　RBSOA反映了IGBT器件在关断过程中CE在承受反向电压时能够安全关断的安全工作区域。在实际应用中，由于PTC的温度特性，会在居里温度附近开启时产生较大的电流，为保证PTC加热器的可靠运行，需要器件有3~4倍额定电流的安全工作区域。

　　图8中CH1通道为栅极波形，CH2为CE间电压波形，CH4为Ic电流波形，室温下BLG40T120FDL5关断电流可达236.6A。

上海贝岭800V车载PTC加热器驱动解决方案

　　图8 BLG40T120FDL5室温下的最大关断电流波形

　　4、短路时间SCWT

　　在车载高压PTC应用中，设置短路保护时同样需要考虑PTC的温度特性，为避免居里温度开启时低电阻导致的大电流触发保护机制，因此保护电流设定会偏大，并且短路保护时间达到6us以上。

　　图9为BLG40T120FDL5在800V高压下的短路波形，CH1通道为栅极波形，CH2为CE间电压波形，CH4为Ic电流波形。在800V母线电压下，BLG40T120FDL5短路耐受时间达12us。

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　　图9 BLG40T120FDL5在800V高压下的短路波形

　　五、贝岭器件选型方案

上海贝岭800V车载PTC加热器驱动解决方案

　　表1 功率器件选型列表

　　贝岭功率器件产品线齐全，包含MOSFET、IGBT等系列产品，为高压PTC加热器设计提供助力!

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上海贝岭扫地机器人应用方案助力智能家居健康发展
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上海贝岭扫地机器人应用方案助力智能家居健康发展

　　近年来，随着科技的飞速发展，人们对生活品质的要求越来越高，智能家居的需求日益旺盛。这种需求推动了人工智能和物联网等技术的革命性飞跃，使得“解放双手”的理念逐渐深入人心，成为了一种新的生活方式。据中国家电网权威发布的《2024年扫地机器人市场发展白皮书》揭示，中国扫地机器人市场呈现出爆发式增长，一举成为全球最大的扫地机器人消费国。　　上海贝岭可提供一系列高性能模拟、数模混合集成电路和功率器件，其中直流有刷电机驱动、运放、模拟开关、电平转换、音频功放、电源管理、X电容放电芯片、LED驱动、MOS管等可应用于扫地机器人。　　方案介绍图1 扫地机器人应用框图　　上海贝岭已有直流有刷电机驱动、运放、模拟开关、电平转换、音频功放、电源管理、X电容放电芯片、LED驱动、MOS管等一系列产品可满足扫地机器人应用。　　直流有刷电机驱动　　一台扫地机器人中一般包含5～7个电机，按照功能区分一般分为1～2个行走电机、1～2个边刷电机、1个滚刷电机、1个吸尘电机、1个激光电机。其中除吸尘电机对电机的转速以及效率要求较高，需选择直流无刷电机外，其余电机多采用单个或双个(步进电机)直流有刷电机。上海贝岭可提供全系列直流有刷电机驱动芯片(产品优势介绍如下)，选型如表1所示。　　高集成度、简化了系统设计中所需要的外围元器件;　　高可靠性、集成OTP、OCP等保护功能为系统安全、可靠的运行保驾护航;　　覆盖型号广，可根据电机的工作电压、电流选择性价比更高的电机驱动解决方案;　　封装种类多，可提供多款小型化封装产品，节约PCB设计面积。表1 直流有刷电机驱动芯片选型表　　运放　　为保证扫地机器人在运行过程的安全、可靠，电机部分的过流采样、堵转等功能都需要通过运放采集和放大信号，多采用通用或低噪声系列运算放大器实现此功能。另外，在扫地机器人中的激光定位模块中，对信号的采样精确度要求较高，一般采用高精度运算放大器。上海贝岭可提供一系列高可靠性的运算放大器如表2所示，其中低噪声运算放大器系列BL37XX具有较低的噪声性能，噪声参数对比如表3所示。表2 运算放大器选型表表3 BL37XX噪声参数对比表　　模拟开关　　在部分扫地机器中，由于需要处理的传感器信号比较多，MCU的IO资源紧张，需要对IO口进行复用。此类应用一般只走信号传输，对模拟开关的导通内阻没有过高要求。上海贝岭可提供一系列工业级、高可靠性性、低功耗、高带宽的模拟开关，选型表如表4所示。表4 模拟开关选型表　　电平转换　　在部分扫地机器人中，由于外设的I/O电压和MCU的I/O口电压不一样，导致两者之间无法直接通讯。一般会在外设和MCU之间增加电平转换芯片。低功耗、高性价比的两通道电平转换芯片BL15102可以满足此类应用，参数对比参见表5。BL15102典型应用图如图2所示。表5 BL15102静态电流测试对比表图2 BL15102典型应用原理图　　音频功放　　另扫地机器人的语音模块中，通常需要根据实际需求选用AB类或D类音频功放来驱动其中的扬声器。上海贝岭可提供一系列针对此应用的音频功放，选型表如表6所示。表6 音频功放选型表　　电源管理　　扫地机器人供电电压一般采用4节锂电池，无法直接给模块和MCU等供电，需要采用DC/DC、 LDO降压后给各子模块供电。上海贝岭电源管理芯片选型表如表7所示。表7 电源管理芯片选型表　　X电容放电芯片　　在部分扫地机器人的大功率充电座电路中，对待机功耗以及安规漏电有一定的要求，需要在X电容端增加X电容放电芯片以满足节能(低待机功耗)、安全保护(低安规漏电)等要求。上海贝岭推出的ME8701是一款X电容自动放电芯片，当230VAC输入时，会有极低的电流流进芯片，将功耗降至5mW以内。当230VAC断电后，ME8701与串联放电电阻相连，可自动对X电容进行放电。这种工作方法有助于灵活选择安规电容，优化EMIπ型滤波电路，降低电感成本。ME8701可满足此类扫地机器人的应用需求，典型应用图如图3所示。图3 ME8701典型应用原理图　　LED驱动　　在部分高端扫地机器人应用中，为了给用户提供更好的使用体验以及视觉感受，需要通过LED驱动芯片控制LED的恒流精度、亮暗、颜色变化以及图案组合等效果。上海贝岭推出　　ME7502是一款采用I2C通讯的恒流LED驱动芯片，具有32阶电流统调功能。由16根段输出、12根位输出组成192个点阵，每一个点具有256阶PWM占空比调整可满足此类应用需求，典型应用图如图4所示。图4 ME7502典型应用原理图　　MOS管　　上海贝岭可提供一系列应用于扫地机器人的高可靠性的MOS管，选型表如表8所示。表8 MOS管选型表
2025-07-30 10:13 reading：239
上海贝岭获得CNAS国家认可实验室资质！
行业新闻

上海贝岭获得CNAS国家认可实验室资质！

　　近日，上海贝岭股份有限公司检测中心可靠性实验室正式通过中国合格评定国家认可委员会(CNAS)的严格评审，获得CNAS认可实验室资质证书(注册号：CNAS L23589)。这标志着上海贝岭在产品可靠性实验领域的技术能力与管理体系达到国际标准水平!　　CNAS认可：品质与能力的“国际通行证”　　中国合格评定国家认可委员会CNAS作为中国唯一的实验室认可权威机构，其审核标准严格等效于国际标准ISO/IEC 17025。通过CNAS认可，标志着上海贝岭可靠性实验室正式跻身国家认可实验室行列，实验室管理体系的规范性、软硬件设备设施的先进性，实验和检测技术能力的专业性，均得到国家与国际层面的双重权威认证，为上海贝岭在技术研发、产品可靠性等方面提供更具公信力与国际认可度的支撑，助力公司为客户提供更高品质和高可靠性的产品。　　具备国家及国际互认的实验和检测能力：产品可靠性实验检测数据结果和报告具备国际权威性和公信力，获得全球广泛认可。　　管理体系科学规范，并与国际标准接轨：实验室人员、设备、环境、方法、样品管理科学规范，管理体系达到国际标准水平。　　技术能力和专业性持续可靠：能够严格按照半导体领域的国际标准、国家标准、行业标准执行准确、可靠的实验和检测任务。　　硬核技术实力：打造产品可靠性的坚实堡垒　　上海贝岭可靠性实验室配备了国际先进的检测设备与环境模拟设施，构建了覆盖产品全生命周期的可靠性验证和检测能力，核心技术能力包括：　　预处理、稳态温度湿度偏置寿命试验、高温高湿反偏试验、高加速应力试验、高压蒸煮试验、无偏置高加速应力试验、高温湿热试验、温度循环试验、高温存储寿命试验、高温工作寿命试验、早期失效率试验、高温反偏试验、高温栅偏试验、间歇工作寿命试验。　　赋能产业：助力国产芯片行稳致远　　获得CNAS认可，是公司以实际行动践行“以客户为中心，提供高可靠产品”承诺的有力证明。上海贝岭可靠性实验室将以更全面、专业、优质的实验和检测服务：　　为客户提供具有国际公信力的报告，持续提升客户信任度。　　通过专业和高效的实验和检测工作，加速产品研发与上市。　　不断强化核心竞争力，为公司和行业高质量发展保驾护航。　　展望未来　　上海贝岭可靠性实验室致力于成为国内领先、国际一流的集成电路及分立半导体可靠性验证平台，在国产半导体可靠性实验领域树立标杆。我们将以此为契机，不断提升技术水平和服务能力，持续精进技术能力，严格运行ISO/IEC 17025管理体系，为客户提供更卓越、更可靠的产品，为中国半导体产业的腾飞贡献坚实力量!
2025-07-29 15:09 reading：541
上海贝岭荣获2025中国创新IC-强芯优秀芯擎奖
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上海贝岭荣获2025中国创新IC-强芯优秀芯擎奖

　　近日，由中国集成电路设计创新联盟、国家“芯火”双创基地(平台)联合主办，国家集成电路设计产业化基地、北京市半导体行业协会以及上海市集成电路行业协会等多单位协办的第五届中国集成电路设计创新大会暨IC应用生态展在苏州金鸡湖国际会议中心开幕。本次大会云集行业领袖、顶尖学者及产业链上下游企业代表，共商新形势下国产芯片技术突破、创新应用与生态合作大计。　　同期，由中国集成电路设计创新联盟组织开展的“2025中国创新IC-强芯评选”颁奖典礼于7月11日晚隆重举行，现场公布了“2025中国创新IC-强芯评选”的获奖企业。·本次评选活动设潜力新秀奖、创新应用奖、优秀芯擎奖、强芯领航奖、生态贡献奖五大奖项。上海贝岭凭借车规级发动机点火IGBT BLG3040，从本次参与评选的众多产品中脱颖而出，荣膺本届ICDIA 2025中国创新IC-强芯评选优秀芯擎奖。　　图1 2025中国创新IC-强芯评选颁奖典礼现场　　图2 上海贝岭所获2025中国创新IC-强芯优秀芯擎奖　　上海贝岭是国内早期布局汽车发动机点火IGBT研发的企业，整体方案成熟、多样。如图3所示，在预驱上，上海贝岭可以提供分立、集成等方案;在核心功率器件IGBT上，上海贝岭可以提供5个系列可供选择，适用于汽车、摩托车发动机ECU及点火线圈等多种客户应用。　　另外，在发动机点火系统上，除了发动机点火IGBT，上海贝岭还可以提供预驱、比较器、基准源、LDO等产品，并持续开展相关产品的系列化。　　图3 上海贝岭发动机点火系统电路示意图
2025-07-22 16:42 reading：523
上海贝岭推出16/24位高精度低功耗模数转换器BL1090系列
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上海贝岭推出16/24位高精度低功耗模数转换器BL1090系列

　　上海贝岭最新推出包含I2C和SPI接口的16/24位高精度低功耗模数转换器BL1090系列。　　该系列采用低功耗设计，最高速率为960SPS。常温下，掉电模式功耗低至8 μA。连续转换模式功耗为300 μA。内置可编程增益放大器(PGA)，可适配从±256 mV到±6.144 V的输入范围，从而实现高精度信号测量;内置输入多路复用器 (MUX)，提供两对差分输入或四个单端输入。此外BL1090系列集成了输入缓冲器，降低驱动难度。　　其中，BL1090C16/BL1090C24集成了数字比较器和开路检测电流源。可分别用于欠压、过压检测和外部传感器开路、短路检测。BL1090S16/BL1090S24集成了高精度温度传感器。　　BL1090系列采用MSOP-10封装，额定工作温度范围为-40℃至+125℃，适合功率受限和空间受限的传感器测量应用，可广泛应用于便携式仪表、电池电压和电流监控、温度测量系统、消费类电子产品、工业自动化和自动控制领域。　　产品规格　　应用场景便携式仪表　　电池电压和电流监控　　温度测量系统　　消费类电子产品　　工业自动化和自动控制　　产品特性注：除非另有说明，TA = 25°C, VDD = 5 V, FSR =±2.048 V, DR = 6.25 SPS。　　低功耗　　BL1090系列以6.25 SPS速率连续采样时，全温下功耗最高350 μA。掉电模式全温下功耗最大50 μA。　　高精度　　BL1090全系产品具有出色的噪声特性和线性度，其中BL1090C16、BL1090S16产品有效分辨率不低于16 Bit。BL1090C24/BL1090S24产品有效分辨率最高可达23.7 Bit。　　输入范围为±2.048V时，BL1090C16/BL1090S16的INL为±3 LSB。　　表1 VDD = 3.3 V时，BL1090C16/BL1090S16噪声均方根值(噪声峰峰值)　　1.模拟和数字信号分离。　　2.用铺地填充信号层上的空白区域。　　3.提供良好的地平面返回路径。　　4.在电源上使用旁路电容，以降低高频噪声。　　5.具有差分连接的模拟输入必须跨接一个电容器。
2025-07-21 17:54 reading：375
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