英飛凌在 APEC 期間展示了各種解決方案，尤其是熱管理方面的最新創新，包括全新 OptiMOS? 系列封裝和 EiceDRIVER? 系列中的新器件 6EDL7141 三相柵極驅動器。在接受采訪時，英飛凌科技產品營銷經理 Francesca Pastorelli 和英飛凌科技電池供電電機解決方案負責人 Marijana Vukicevic 強調了電力電子產品的多樣化設計要求如何需要滿足最高安全性的高效解決方案標準。

電動滑板車、電動叉車和其他輕型電動汽車 (LEV) 以及電動工具和電池管理系統等應用需要高額定電流、穩健性和耐用性。選擇滿足應用要求的封裝可以讓設計人員實現最高性能。“新的 TOLG [TO-Leaded with Gullwing 導體] 和 TOLT [TO-Leaded 頂部冷卻] 封裝提供極低的 RDS （on）和高于 300 A 的高額定電流，以提高高功率密度設計中的系統效率，”帕斯托雷利說。

與此同時，日益流行的電池供電工業和消費應用需要高效、安全的電機控制解決方案。“EiceDRIVER 系列中的新型 6EDL7141 IC 以 7×7 平方毫米的 48 引腳 VQFN 封裝解決了這些挑戰，”Marijana Vukicevic 說。

熱管理

英飛凌為 TOLx 系列中的 OptiMOS 功率 MOSFET 提供了兩種新封裝。TOLG 結合了 TOLL 和 D2PAK-7pin 封裝的最佳特性，共享與 TOLL 相同的 10 x 11 mm2 占位面積和電氣性能，以及 D2PAK-7pin 增加的引線靈活性。TOLG 的主要優勢在采用鋁絕緣金屬基板 (Al-IMS) 的設計中尤為明顯。在這些設計中，熱膨脹系數 (CTE)（描述材料隨溫度變化而改變其形狀的趨勢）高于銅-IMS 和 FR4 板。

板上溫度循環 (TCoB) 引起的問題會導致封裝和 PCB 之間的焊接點出現裂紋。憑借鷗翼引線的靈活性，英飛凌證明了 TOLG 實現的 TCoB 性能是標準 IPC-9701 要求的兩倍。

“我們在 TOLG 中看到的另一個關鍵特性不僅是電流額定值，而且還與 RDS(on) 有關。因此電阻比 D 2 PAK低約 15% 。當然，這也可以幫助客戶減少電力損失，”Francesca Pastorelli 說。

她補充說：“目標應用特別是電池管理和所有電動汽車。從今天的角度來看，我們擁有最新的技術，即 60 至 250 伏特的 OptiMOS 5。”

圖 1：冷卻概念比較 TOLL 與 TOLG 與 TOLT（來源：英飛凌）

TOLT 封裝的引線框架倒置以將裸露的金屬放置在頂部，該封裝的每一側都有多個鷗翼引線，用于承載高電流的漏極和源極連接。使用倒置的引線框架，熱量直接傳遞到散熱器。與 TOLL 底部冷卻封裝相比，TOLT 將 R thJA提高了 20%，R thJC提高了 50%。

“在 TOLT 中，封裝內部的引線框架被翻轉，漏極焊盤暴露在封裝頂部。封裝高度和引線公差影響 TIM 厚度及其熱性能。負間距消除了引線公差的影響。引線和焊盤之間的空間充滿了焊料，”Francesca Pastorelli 說。

圖 2：TOLG 封裝組裝（來源：英飛凌）

TOLT 封裝組裝（來源：英飛凌科技）

英飛凌為電機控制領域的兩種封裝設計了評估板。Pastorelli指出，在不久的將來，電池管理系統領域將會有更多的評估板。

電機控制

EiceDRIVER 6EDL7141 具有用于配置柵極驅動輸出的 SPI 接口，以及用于為所有系統功能供電的集成電源和兩個電荷泵。該 IC 提供 5.5 至 60 V 的工作電壓和高達 1.5 A 的可配置驅動電流，驅動各種 MOSFET 和可編程邏輯以適應應用。智能驅動器具有可調節配置，具有不同的電流水平和時序選項，可控制壓擺率并最大限度地減少系統電磁干擾 (EMI)。

圖 4：通過集成提高功率密度（來源：英飛凌）

圖 5：基于 6EDL7141 的電機驅動器——系統框圖（來源：英飛凌）

應用范圍從機器人到電動工具和無人機。如圖 4 所示，三個半橋驅動器和一個運算放大器、LDO 和降壓轉換器集成在同一封裝中。“基本上，電源管理是關鍵，運算放大器旨在通過霍爾傳感器或分流電阻器進行電機控制，”Vukicevic 說。

基于電荷泵的三相柵極驅動器支持 100% 占空比，并且由于雙電荷泵，即使在低電池電壓下也允許標準電平 MOSFET 驅動。為了優化最小 EMI，6EDL7141 支持 7 V、10 V、12 V 和 15 V 之間的可調柵極驅動器電源電壓設置以及具有多個電平/時序的可調柵極驅動器壓擺率配置。

Vukicevic 說：“硬件保護的實施是為了避免破壞系統。” “特別是，我們在分流器或 RDS(on) 處具有 OCP [過流保護]、溫度警告和停機、基于霍爾傳感器和內存故障的轉子鎖定檢測。此外，當發生制動事件時，6EDL7141 會將柵極驅動器輸出設置為預定義狀態。”

她指出，所有 6EDL7141 設置都可以通過可用的 GUI 輕松更改。該工具的目的是通過優化“制動配置”和“PWM 續流模式”等參數以及各種電路配置，使設計變得快速而簡單。

審核編輯：湯梓紅