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一个多世纪以来，车辆一直由内燃机（ICE）驱动。但您一定注意到了，随着电动车（EV）的推出，情况正在迅速发生变化。整个汽车行业和主流新闻媒体都在讨论这个话题。

当我们想到 EV 时，很多人会想到纯电池电动车 (BEV)。然而，EV 细分市场包括轻度混合动力电动车（MHEV）、混合动力电动车（HEV）、插电式混合动力电动车（PHEV）和 BEV 变体。MHEV 架构为汽车制造商修改现有车辆平台并减少二氧化碳排放提供了一个低影响路径，同时无论是否有充电站可用，MHEV仍然能够远距离行驶。

皮带式起动发电机（BSG）或集成式起动发电机（ISG）是这快速的电动车发展的一部分，专用于MHEV。该装置有效地结合了ICE汽车中启动电机和交流发电机的功能，并支持创建MHEV。

MHEV 通常有两个电池：“传统”的 12 V 铅酸电池和 48 V 锂离子 (Li-Ion) 电池。12 V 电池为许多“传统”系统供电，而 48 V 电池为更高的负载如起动车辆或提供电力升压/驱动的 BSG/ISG供电。

在ICE汽车上实施BSG/ISG可实现大量的额外功能，包括启动-停止、滑行/制动时的能量回收、ICE发电，甚至是电力驱动（或增压），具体取决于车辆的情况。其中有些功能可能没那么明显，以至于驾驶者不会注意到他们的MHEV与传统的ICE汽车不同，除非在使用过程中内燃机关闭。

功能和性能取决于BSG/ISG在动力总成中的位置，如图 1 所示。这位置还决定了设备是 BSG（P0 或可能 P2）还是 ISG（P1，可能 P2、P3 ＆P4）。

虽然MHEV不是像BEV那样的零排放汽车（ZEV），但它确实比ICE汽车减少二氧化碳排放。这在大城市的慢行交通中尤其明显，那里的空气污染通常最严重，对人类健康影响最大。

如果安装在P0或P1位置，则功能仅限于启动-停止和能量回收。虽然P0和P1的位置更容易集成单元，但对排放的好处是最低的，因为如果ICE不旋转就没有能量回收。在这种配置下，ICE的关闭算法不太积极，这减少了二氧化碳的减排。

当在动力传动系统中的位置更靠后时（P2-P4），如果ISG作为发电机运作，在滑行或制动期间可以进行能量回收。车辆的移动将使后轴或传动轴转动，即使ICE已关闭。由于ISG现在独立于ICE，更积极的关闭算法是可能的，从而实现更多的二氧化碳减排。

此外，在这些位置，电力驱动是可能的，这意味着车辆可由ISG移动，同时作为一个电机运作。这在以下两种情况中很有用：启停交通，或从静止状态开始行驶，然后启动ICE以提速。

BSG/ISG的功率输出通常在5千瓦到25千瓦或更大的范围内，但由于皮带驱动方案在结合高水平的扭矩时可能会出现打滑的情况，因此通常面向低端市场。

目前，MHEV 占所有电动车销量的三分之一。预计这一比例至少会在 2026 年之前保持稳定，而 MHEV 的销量将继续以近 20% 的复合年增长率(CAGR)增长。

高性能BSG/ISG对于 MHEV 能够实现其二氧化碳减排目标至关重要。恒定的电力负载很高，需要应对频繁的能量峰值。BSG/ISG 通常安装在必须耐高温以及环境中的灰尘和湿气的地方。鉴于所有这些，设计小巧、轻型但功能强大、长期高效且可靠的装置是一项挑战。

安森美(onsemi)拥有多种适用于BSG/ISG设计的先进半导体技术。其高功率80 V 和 100 V MOSFET可用作分立元件或集成到汽车功率模块 (APM17M) 中，以提供增强的性能和简化的设计。其用于汽车应用的所有器件都符合 AECQ-101 标准、AQG-324 标准（模块）和生产件批准程序(PPAP) 标准。

如果你日常佩戴的眼镜成为增强现实应用的下一个媒介会怎样？如果每辆汽车都能在整个挡风玻璃上显示有价值的数据，从而引导你安全地穿梭在车流中会怎样？英飞凌科技股份公司（FSE: IFX / OTCQX: IFNNY）推出的全新MEMS*扫描仪解决方案，由MEMS镜片和MEMS驱动器组成，可助力实现全新的产品设计。由于尺寸小，功耗低，它是使增强现实（AR）解决方案能够更广泛地应用于消费市场（如可穿戴设备）和汽车抬头显示系统的基础。

英飞凌汽车级MEMS产品线主管Charles Chan指出：“增强现实解决方案是借助有价值的数字数据来增强现实场景，以帮助人们在日常生活中更便捷、更安全地出行，包括进行商务和休闲活动，尤其是在街道上。投影到日常所用眼镜上的地图、娱乐资讯或信息，可引导人们前往最近的超市或街角的共享停车场。将从路线导航到驾驶辅助系统等有价值的信息显示在汽车的整个挡风玻璃上，而非驾驶员前方的一小块区域中，有助于大幅提高驾驶安全性和便捷性。”

英飞凌的MEMS扫描仪芯片组采用创新的倾斜镜，为新一代激光束扫描(LBS)投影仪奠定了基础。相比其他系统设计和竞争性MEMS扫描仪解决方案，英飞凌的新芯片组在性能、尺寸、能耗和系统成本竞争力方面脱颖而出。

更好的客户体验，适合所有汽车类别

开发AR-HUD系统的一大挑战在于将系统集成到空间有限的仪表盘中。传统抬头显示系统的光学体积可能达到30升以上，却仍然只能提供非常有限的视野。相比之下，基于英飞凌MEMS扫描仪芯片组的激光束扫描仪，可使抬头显示系统的光学体积最小化，以至于能够集成到最小的仪表盘中。除了易于集成，用料节省，AR-HUD系统还能为小型车和紧凑型车带来较大视野。

借助增强现实智能眼镜，实时查看数字信息

英飞凌MEMS扫描仪芯片组可助力设计轻量化增强现实微型投影仪，这种投影仪可被美观地融入到全天佩戴的眼镜和运动护目镜中。由于芯片组的功耗很低，可在镜框中轻松集成一块小电池，使得眼镜可以佩戴一整天而无需经常给电池充电。

英飞凌正与维也纳初创企业TriLite Technologies GmbH合作，共同推动开发面向消费市场的AR智能眼镜系统。英飞凌负责提供MEMS扫描仪芯片组，而TriLite负责系统集成和用于改进系统的光学性能的控制算法。两家企业各自贡献了多年的光学MEMS研究成果和批量生产能力。

*Micro Electro Mechanical Systems
*微机电系统

关于英飞凌

英飞凌科技股份公司是全球领先的半导体科技公司，我们让人们的生活更加便利、安全和环保。英飞凌的微电子产品和解决方案将带您通往美好的未来。2020财年（截止9月30日），公司的销售额达85亿欧元，在全球范围内拥有约46,700名员工。2020年4月，英飞凌正式完成了对赛普拉斯半导体公司的收购，成功跻身全球十大半导体制造商之一。
英飞凌在法兰克福证券交易所（股票代码：IFX）和美国柜台交易市场 OTCQX International Premier（股票代码：IFNNY）挂牌上市。更多信息，请访问www.infineon.com
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英飞凌中国

英飞凌科技股份公司于1995年正式进入中国大陆市场。自1995年10月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，在中国拥有约2000名员工，已经成为英飞凌全球业务发展的重要推动力。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，并在销售、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。

编者按

功率二极管晶闸管广泛应用于AC/DC变换器、UPS、交流静态开关、SVC和电解氢等场合，但大多数工程师对这类双极性器件的了解不及对IGBT的了解，为此我们组织了6篇连载，包括正向特性，动态特性，控制特性，保护以及损耗与热特性。

内容摘自英飞凌英文版应用指南AN2012-01《双极性半导体技术信息》。

电气特性

二极管和晶闸管的电气特性随温度变化而变化，因此只有针对特定温度给出的电气特性才是有效的。除非另有说明，否则数据手册中的所有值均适用于40至60Hz的电源频率。
最大值为制造商以绝对极限值形式给出的值，通常即使在短时间内也不可超过此值，否则可能导致元件功能下降或损坏。特征值为规定条件下的数据分布范围，可以用作进厂检验依据。

一、正向

正向断态特性为晶闸管正向特性的一部分，这部分特性描述了正向断态电流和正向断态电压的瞬时值。

• 正向断态电流iD

iD是晶闸管处于断态时正向流过主端子的电流。在数据手册中，该值是针对电压VDRM和最高结温Tvjmax规定的。

正向断态电流随结温Tvj而变（见图7）。

• 正向断态电压vD
vD是晶闸管处于断态时正向施加于主端子的电压。

1. 正向断态重复峰值电压VDRM

VDRM是在正向断态条件下，所有重复峰值电压中的最大重复电压值。

在直流应用中有必要降低VD(DC)。另见章节3.

考虑到工作过程中产生的瞬态电压，晶闸管工作时的电源电压峰值通常等于最高额定断态重复峰值电压除以一个介于1.5和2.5之间的安全系数。

在瞬态电压已知的情况下通常采用较低安全系数。这类情况通常是具有大储能的自动换向变流器。对于电网提供的瞬态水平未知的变流器，首选2.0至2.5的安全电压裕量。

如果在工作过程中很可能产生超过最高允许断态重复峰值电压的瞬态电压，则必须提供合适的瞬态电压保护网络（见7.1）。

2. 正向断态不重复峰值电压VDSM

VDSM是施加在晶闸管上的正向电压中的最高额定不重复峰值，任何情况下晶闸管上的正向电压都不得超过此值。

3. 正向断态直流电压VD(DC)

VD(DC)是断态模式中长期允许的正向直流电压。对于本文所述的半导体，该值大约是一半的断态重复峰值电压。这对100fit（单位时间间隔内的失效次数；1fit=每小时失效1小时失-9次，即，器件工作109小时失效一次）左右的失效率是有效的。可应要求提供不同直流电压的预期失效率。

• 正向转折电压V(BO)

V(BO)是在规定的门极电流下，晶体管从断态转换到通态时的正向电压。

例外：对于集成了转折二极管(BOD)的光触发晶闸管(LTT)，V(BO)是发生晶闸管保护性触发所需的最低电压

• 门极开路正向转折电压V(BO)0

V(B0)0是零栅电流对应的转折电压。用高于V(B0)0的电压触发晶闸管可能导致器件损坏。

例外：光触发晶闸管通过集成的转折二极管(BOD)得到保护。

• 维持电流IH

IH是使晶闸管维持通态所必需的最小通态电流值。IH随着结温的升高而减小（见图9）。

与规格相当的电触发晶闸管相比，光触发晶闸管的维持电流要小得多。

• 擎住电流IL

IL是指门极电流衰减后，晶闸管维持通态所需的通态电流。擎住电流随门极电流的变化率、峰值、持续时间以及结温而变（见图9）。

例外：与规格相当的电触发晶闸管相比，光触发晶闸管的擎住电流要小得多。

• 通态电流iT,ITAV,ITRMS，iF, IFAV, IFRMS

通态电流是晶闸管(iT,ITAV,ITRMS)或二极管(iF, IFAV,IFRMS)处于通态时流过主端子的电流。每个参数的含义是：
iT,iF=瞬时值
ITAV, IFAV=平均值
ITRMS, IFRMS=RMS（均方根）

• 通态电压vT，vF

vT、vF是在规定的通态电流下施加于主端子的电压。通态电压随结温而变。数据手册中各给出的通态电压值仅对处于完全导通状态的晶闸管(vT)或二极管(vF)有效。

• 通态特性

通态特性是指在规定结温下，二极管或处于完全导通状态的晶闸管的通态电流和通态电压之间的关系。

• VT(TO)、VF(TO)和rT的等值线近似

等值线是对晶闸管(VT(TO),rT)或二极管(VF(TO),rT) 的通态特性的近似，用于计算通态功率耗散。

各参数含义为：

VT(TO)，VF(TO)=门槛电压

rT=微分电阻或斜率电阻

VT(TO)、VF(TO)的值是等值线近似与电压轴的交点值，rT是由等值线的上升率计算而来的。可能有必要根据应用调整数据手册中显示的等值线，具体取决于冷却情况。因此，在某些数据手册中，VT(TO)、VF(TO)和rT可能存在额外的低水平值。

对于具有高阻断电压的元件(T...1N,T...3N, D...1N)，等值线另外显示为对典型通态特性的近似，其描述的大约为统计分布中的50%值。在使用许多相同元件的应用中，可使用典型等值线类似计算整个装置的导通损耗。

• 最大平均通态电流ITAVM、IFAVM

根据DIN VDE 0558第1部分，ITAVM、IFAVM是单相半波阻性负载电路中的通态电流的最大允许连续平均值，是在规定管壳温度TC和40至60Hz的频率下评定的。

具有低阻断电压的晶闸管或二极管的数据手册中提供了一张图，此图显示了各种电流导通角对应的最大平均通态电流和最高允许管壳温度TC。

此图只考虑了导通损耗。对于具有高阻电压(>2200 V)的元件，需要考虑额外的关断损耗及一定程度的阻断和开通损耗。

对于具有极高阻断电压(>4kV)的元件，相应数据表中不提供此图。

• 最大RMS通态电流ITRMSM、IFRMSM

ITRMSM、IFRMSM是在将器件的所有装配件的电应力和热应力都考虑在内的前提下，RMS通态电流的最大允许值。不论是压接型型还是螺栓型模块，通态电流都不得超过此电流值，即使晶闸管(ITRMSM) 和二极管(IFRMSM)处于最佳冷却状态。

• 通态过载电流IT(OV)、IF(OV)

IT(OV)、IF(OV)是指晶闸管IT(OV)或二极管IF(OV)在短时工作中可以传导但又不失去控制性质的最大允许通态电流值。在通态过载电流图中，此电流是不同预负载和时间t对应的50Hz正弦半波峰值。

此图未考虑发生在具有高阻断电压的器件中的阻断或关断损耗增加的情况。对于具有极高阻断电压 (>4kV)的元件，数据手册中不提供此图。

• 最大通态过载电流IT(OV)M、IF(OV)M

IT(OV)M、IF(OV)M是指为了使晶闸管(IT(OV)M)或二极管(IF(OV)M)不被损坏而必须关断器件时的通态电流值。这些值专用于设计保护网络。流经晶闸管的电流达到该值时，晶闸管可能暂时失去正向阻断能力和可控性。

最大通态过载电流特性将该值显示为与时间t对应的50Hz正弦半波峰值。分为两种情况：空载工作超前和在最大平均通态电流下工作超前。

单独数据手册中提供的最大通态过载电流特性适用于反向重复峰值电压的80%的反向阻断电压。如果实际反向电压更低，则超前连续最大通态过载电流 ITAVM允许为更大的最大通态过载电流，如图11和图12所示。无法据此确定无超前负载器件的状况。

此图未考虑发生在具有高阻断电压的器件中的阻断或关断损耗增加的情况。对于具有极高阻断电压 (>4kV)的元件，数据手册中不提供此图。这些器件的保护设计如章节7.2所述。

• 通态浪涌电流ITSM、IFSM

ITSM、IFSM是指在25°C的条件下（相当于在无负载状态下短路）或在最高允许结温下的开通状态下（相当于在永久加载最大允许电流后短路），一个 50Hz正弦半波电流脉冲的最大允许峰值。当半导体承受通态浪涌电流时，器件失去阻断能力。因此，随后不得施加负向电压。如果结温已回落至允许的工作温度范围内，则在故障情况中这种应力可能以一种非周期性方式重复出现。

超过最大允许值时，器件可能损坏（如需了解详情，请参阅章节7.2过流保护）。

• 最大额定值∫i²dt

∫i²dt是通态浪涌电流的平方对时间的积分。

最大额定∫i²dt值可用于确定短路保护（见7.2）。

对于周期短于10ms的正弦半波，最大额定∫i²dt值如图13所示。电压应力和重复性同样适用于通态浪涌电流。超过最大允许值时，器件可能损坏。此外，尤其是对大直径晶闸管而言，不得超过允许的临界开通电流变化率(di/dt)cr。

作者：Mike Grodzki, 研究分析师，Teledyne Dalsa 

您能告诉我们SWIR相机检测水分背后的原理吗？

水在短波红外 (SWIR) 区域具有很强的吸光性，因此在SWIR 相机拍摄的物体图像中，它几乎呈黑色。所以，例如，使用合适的过滤器或光源可有助于清晰地看到在瘀伤的水果、灌溉良好的作物或散装谷物中的水分含量。由于这种特性，科学家可以精确地跟踪从根部到叶子的吸水情况。

相反，也可以看到蒸发和干燥情况。SWIR 较短的波长能够获得分辨率更高和对比度更强的图像，这两者都是检测和分拣的重要标准。

如何使用 SWIR 相机观察农作物中的含水量？

水能够吸收1400 nm波段左右的短红外（ SWIR）。要确定含水量，我们需要能够看到样品外部吸水率（例如1200 nm）和内部吸水率（例如1450 nm）的“亮度”。

Linea SWIR 支持最多四个循环组，结合主要机器视觉照明生产商的脉冲 LED，可在 SWIR 波段提供低成本、高特异性的光谱分析。当物体通过时，我们可以在1200nm和1450nm之间切换光源以进行交替触发。

我们使用相机跟踪触发器，将输出与正确的波长相关联，并调整每个波长的增益、校正和曝光时间。这一过程为我们的样品提供了实时、快速、且与操作完全同步的、不错的光谱分析。

然后，我们对比两种“颜色”的相对强度，可以得出含水量并决定产品的好坏。

这如何改进传统农业分拣方法的分拣过程？

以苹果为例，传统分拣使用可见标识符来确定水果质量，例如形状、大小、颜色、质地和缺陷。SWIR改进了这一过程，可以让您更清楚地看到苹果内部水的密度和分布。

这表明了有助于预测苹果可测量的“质量”的关键物理属性，例如质地、持水性和比重。识别瘀伤（导致水果质地和化学成分发生物理变化）等异常情况有助于确定对产品颜色、气味、口感和寿命的直接和长期影响。

Linea SWIR 相机给农业分拣带来什么好处？

Linea SWIR 通过识别破损产品，并在食品分拣过程中捕获和去除，从而帮助制造商提高产量、减少浪费和提高质量。浪费的可能性较小，因为像苹果这样的食物可以根据它们对其他产品（如果酱、蜜饯和冷冻混合物）的适用性进行分拣。

除此以外，它还可以检测产品的外来污染物。

这些好处与目前市场上的有何不同？

Linea SWIR 在紧凑型 GigE 封装中提供改进后的信噪比，一次可支持多达四种不同的光源、照明角度、曝光时间或增益设置。

Linea SWIR 相机是否有其他用途？

除了食品生产和分拣外，Linea SWIR 也是光学分拣、太阳能电池板检测、再循环、硅片检测和通用机器视觉的理想选择。

Teledyne DALSA 的下一步计划是什么？

Teledyne DALSA 将继续开发具有尖端功能和价值的强大、领先的 SWIR 技术。

Mike Grodzki简介

Mike 的职业生涯始于 Teledyne DALSA，担任研究分析师，自 2018 年以来，他一直担任该公司 Linea SWIR 系列和即将发布的 Linea2 线扫描相机的产品经理。Mike 是一位充满激情的产品专家，他热衷于与客户建立关系以了解他们的痛点并与市场产生共鸣，推出产品战略。