車用MOSFET如何提高能量利用效率與質量可靠性(3)

2012年05月30日 17:10 來源:本站整理 作者:秩名 我要評論(0)


 

  感應電阻器上的電壓不能大于主器件上的電壓,不過,可能需要一個運算放大器將信號放大到更適合的電平。此配置如圖3所示。

  

  圖3:感應電阻器電流測量電路

  只要運算放大器的共模范圍包括地,那么此電路就不需要負電源。

  幾何感應比例n為:

  

  其中,RDM(on)是感應FET導通電阻,等于主FET導通電阻減去源引線電阻。

  附加的感應電阻器增加有效感應比例,因此該值變?yōu)閚‘’‘’,計算公式為:

  

  值得注意的是,感應信號包含開關時的錯誤峰值。這些錯誤峰值的起因是線性和完全增強的工作區(qū)域中的電流比例的差別,而且與電路有關。公式2表明,此電路中有兩大誤差源:

  制造過程中n固有的誤差;

  與主FET和感應FET的溫度有關。在25°C和150°C之間,功率MOSFET開啟時的導通電阻大約增加一倍。

  另一方面,感應電阻器與溫度無關。因此可以看出,采用此方法時,1. 感應比例與溫度有關;2. 其誤差大于采用虛擬接地電路的誤差。

  封裝方式

  談論MOSFET時不能不探討封裝方式,這對于汽車應用來說尤其重要。盡管D2PAK是采用TrenchPLUS器件的原始封裝,但現在有了體積更小、熱效率更高的封裝形式。

  飛利浦的SOT669 LFPAK可以從SO8的緊湊封裝面積中提供更高的散熱性能。其內部結構克服了SO8的限制。其熱阻可以與比其更大的封裝相提并論,這有助于維持盡可能低的操作溫度。LFPAK外形非常小巧——厚度僅為1.1mm,比SO8薄40%。這種創(chuàng)新的內部結構使其電感遠遠低于其它封裝。

  40V HPA LFPAK封裝具有SO8體積小巧的優(yōu)勢,同時有更大封裝(如DPAK)所具有的卓越熱性能。在傳統(tǒng)的功率封裝中,主要的散熱路徑是從裝配點垂直向下并進入PCB。但是,LFPAK還通過源導線向上和向外傳導大量熱量,使其熱阻遠遠低于SO8,甚至可以與大得多的封裝(如DPAK和D2PAK)相比。

  本文小結

  汽車電子設計工程師在其powerMOS設計中采用附加的傳感器有諸多好處。通過獲取有關芯片本地溫度/電流的信息,設計人員可以節(jié)約空間并降低系統(tǒng)成本。并可以在實現這一目標的同時,推進設計的范圍。通常情況下需要在成本和性能間進行折衷,而采用這種器件則無需這種考慮。

  這種器件填補了簡易MOS和完全保護器件之間的空白,非常適合于各種應用,包括從汽車環(huán)境中的電動輔助轉向(EPAS)系統(tǒng)到主板的DC/DC轉換器。

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