onsemi ECOSPARK Ignition IGBT：汽車(chē)點(diǎn)火電路的理想之選

在汽車(chē)電子領(lǐng)域，點(diǎn)火電路的性能直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率和可靠性。onsemi推出的ECOSPARK系列IGBT（絕緣柵雙極晶體管），如ISL9V5036S3ST、ISL9V5036P3 - F085和ISL9V5036S3ST - F085C，為汽車(chē)點(diǎn)火電路提供了出色的解決方案。下面我們就來(lái)詳細(xì)了解一下這些產(chǎn)品。

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產(chǎn)品概述

ISL9V5036S3ST、ISL9V5036S3ST - F085C和ISL9V5036P3 - F085是新一代的IGBT，采用(D^{2}) - Pak（TO - 263）和TO - 220塑料封裝，在這些封裝形式下具有出色的SCIS（自鉗位電感開(kāi)關(guān)）能力。這些器件專(zhuān)為汽車(chē)點(diǎn)火電路設(shè)計(jì)，特別是作為線圈驅(qū)動(dòng)器使用。其內(nèi)部集成的二極管能夠提供電壓鉗位功能，無(wú)需額外的外部組件。此外，ECOSPARK器件還可以根據(jù)特定的鉗位電壓進(jìn)行定制，如果有相關(guān)需求，可以聯(lián)系最近的onsemi銷(xiāo)售辦事處獲取更多信息。

突出特性

高能量處理能力

在(T_{J}=25^{circ} C)時(shí)，SCIS能量可達(dá)500 mJ，這意味著該器件能夠承受較高的電感負(fù)載，在點(diǎn)火電路中可靠地工作，確保點(diǎn)火能量的穩(wěn)定釋放。

邏輯電平柵極驅(qū)動(dòng)

邏輯電平柵極驅(qū)動(dòng)使得該IGBT可以方便地與數(shù)字電路接口，降低了驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)的集成度和可靠性。

汽車(chē)級(jí)認(rèn)證

產(chǎn)品通過(guò)了AEC - Q101認(rèn)證，并且具備PPAP（生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序）能力，符合汽車(chē)行業(yè)的嚴(yán)格質(zhì)量和可靠性標(biāo)準(zhǔn)，能夠在惡劣的汽車(chē)環(huán)境中穩(wěn)定工作。

環(huán)保設(shè)計(jì)

這些器件無(wú)鉛，并且符合RoHS（有害物質(zhì)限制指令）標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)了環(huán)保理念，順應(yīng)了電子行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

產(chǎn)品參數(shù)

最大額定值

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，必須確保器件的工作條件不超過(guò)這些最大額定值，否則可能會(huì)損壞器件，影響其功能和可靠性。大家在使用時(shí)有沒(méi)有遇到過(guò)因?yàn)閰?shù)超出范圍而導(dǎo)致器件損壞的情況呢？

電氣特性

關(guān)態(tài)特性

• 集電極 - 發(fā)射極擊穿電壓BVCER：在(IC = 2 mA)，(VGE = 0 V)，(RG = 1 k)，(TJ = -40)至(150^{circ}C)的條件下，范圍為330 - 390 V。
• 集電極 - 發(fā)射極擊穿電壓BVCES：在(IC = 10 mA)，(VGE = 0 V)，(RG = 0)，(TJ = -40)至(150^{circ}C)的條件下，范圍為360 - 420 V。
• 發(fā)射極 - 集電極擊穿電壓BVECS：在(IC = -75 mA)，(VGE = 0 V)，(TJ = 25^{circ}C)時(shí)為30 V。
• 柵極 - 發(fā)射極擊穿電壓BVGES：在(IGES = ±2 mA)時(shí)，范圍為±12 - ±14 V。
• 集電極 - 發(fā)射極泄漏電流ICER：在(VCER = 250 V)，(RG = 1 k)，(TC = 25°C)時(shí)最大為25 A，(TC = 150°C)時(shí)最大為1 mA。
• 發(fā)射極 - 集電極泄漏電流IECS：在(VEC = 24 V)，(TC = 25°C)時(shí)為1 mA，(TC = 150°C)時(shí)最大為40。
• 串聯(lián)柵極電阻R1：典型值為75Ω。
• 柵極 - 發(fā)射極電阻R2：范圍為10 - 30 kΩ。

開(kāi)態(tài)特性

• 集電極 - 發(fā)射極飽和電壓VCE(SAT)：在(IC = 10 A)，(VGE = 4.0 V)，(TC = 25°C)時(shí)，范圍為1.17 - 1.60 V；在(IC = 15 A)，(VGE = 4.5 V)，(TC = 150°C)時(shí)，范圍為 - 1.50 - 1.80 V。

動(dòng)態(tài)特性

• 柵極電荷QG(ON)：在(IC = 10 A)，(VCE = 12 V)，(VGE = 5 V)，(TC = 25°C)時(shí)為32 nC。
• 柵極 - 發(fā)射極閾值電壓VGE(TH)：在(ICE = 1.0 mA)，(VCE = VGE)，(TC = 150°C)時(shí)，范圍為0.75 - 1.8。
• 柵極 - 發(fā)射極平臺(tái)電壓VGEP：在(IC = 10 A)，(VCE = 12 V)時(shí)為3.0 V。

開(kāi)關(guān)特性

• 電流導(dǎo)通延遲時(shí)間（電阻性負(fù)載）td(ON)R：在(VCE = 14 V)，(RL = 1)，(VGE = 5 V)，(RG = 1 k)，(TJ = 25°C)時(shí)，范圍為0.7 - 4 s。
• 電流上升時(shí)間（電阻性負(fù)載）trR：范圍為 - 2.1 - 7。
• 電流關(guān)斷延遲時(shí)間（電感性負(fù)載）td(OFF)L：在(VCE = 300 V)，(L = 2 mH)，(VGE = 5 V)，(RG = 1 k)，(TJ = 25°C)時(shí)，范圍為10.8 - 15。
• 電流下降時(shí)間（電感性負(fù)載）tfL：范圍為 - 2.8 - 15。
• 自鉗位電感開(kāi)關(guān)SCIS：在(TJ = 25°C)，(L = 670 H)，(RG = 1 k)，(VGE = 5 V)時(shí)最大為500 mJ。

這些電氣特性為我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí)提供了重要的參考依據(jù)，不同的參數(shù)會(huì)對(duì)電路的性能產(chǎn)生不同的影響，大家在設(shè)計(jì)時(shí)是如何根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行電路優(yōu)化的呢？

典型特性曲線

文檔中還給出了一系列典型特性曲線，如自鉗位電感開(kāi)關(guān)電流與時(shí)間、電感的關(guān)系曲線，集電極 - 發(fā)射極導(dǎo)通電壓與結(jié)溫、集電極電流的關(guān)系曲線，閾值電壓與結(jié)溫的關(guān)系曲線等。這些曲線直觀地展示了器件在不同條件下的性能變化，有助于我們更好地理解和應(yīng)用該器件。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，結(jié)合這些曲線可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)器件的工作狀態(tài)，優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。大家在使用這些曲線時(shí)有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律或者特殊的應(yīng)用場(chǎng)景呢？

測(cè)試電路和波形

提供了電感開(kāi)關(guān)測(cè)試電路、(t{ON})和(t{OFF})開(kāi)關(guān)測(cè)試電路、能量測(cè)試電路以及相應(yīng)的能量波形。這些測(cè)試電路和波形對(duì)于驗(yàn)證器件的性能和功能非常重要，工程師可以根據(jù)這些信息進(jìn)行實(shí)際的電路測(cè)試和調(diào)試，確保器件在實(shí)際應(yīng)用中能夠正常工作。大家在進(jìn)行電路測(cè)試時(shí)，會(huì)重點(diǎn)關(guān)注哪些測(cè)試電路和波形呢？

熱模型

文檔中給出了SPICE和SABER熱模型。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，熱管理是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題，熱模型可以幫助我們模擬器件在不同工作條件下的溫度分布，提前進(jìn)行熱設(shè)計(jì)和優(yōu)化，避免因過(guò)熱導(dǎo)致器件性能下降或損壞。大家在熱設(shè)計(jì)中使用過(guò)這些熱模型嗎？效果如何呢？

封裝和訂購(gòu)信息

這些器件有不同的封裝形式，如ISL9V5036S3ST采用D2PAK - 3（TO - 263，3 - 引腳）封裝，800個(gè)/卷帶包裝；ISL9V5036P3 - F085采用TO - 220 - 3LD封裝，50個(gè)/管裝。同時(shí)需要注意的是，ISL9V5036S3ST - F085C已停產(chǎn)，不建議用于新設(shè)計(jì)。在選擇器件時(shí)，要根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景和需求來(lái)選擇合適的封裝和包裝形式。大家在選擇封裝時(shí)會(huì)考慮哪些因素呢？

總的來(lái)說(shuō)，onsemi的ECOSPARK Ignition IGBT在汽車(chē)點(diǎn)火電路中具有很大的優(yōu)勢(shì)，其出色的性能和豐富的特性為工程師提供了可靠的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要充分了解這些器件的參數(shù)和特性，結(jié)合具體的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行合理的選型和設(shè)計(jì)。大家在使用類(lèi)似的IGBT器件時(shí)有什么經(jīng)驗(yàn)或者遇到過(guò)什么問(wèn)題，歡迎交流分享。