車用MOSFET如何提高能量利用效率與質(zhì)量可靠性(3)

　　感應(yīng)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(yīng)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(yīng)比例n為：

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

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

　　值得注意的是，感應(yīng)信號包含開關(guān)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(guān)。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(yīng)FET的溫度有關(guān)。在25°C和150°C之間，功率MOSFET開啟時的導(dǎo)通電阻大約增加一倍。

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

　　封裝方式

　　談?wù)揗OSFET時不能不探討封裝方式，這對于汽車應(yīng)用來說尤其重要。盡管D2PAK是采用TrenchPLUS器件的原始封裝，但現(xiàn)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(nèi)部結(jié)構(gòu)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(nèi)部結(jié)構(gòu)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(dǎo)線向上和向外傳導(dǎo)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(jié)

　　汽車電子設(shè)計工程師在其powerMOS設(shè)計中采用附加的傳感器有諸多好處。通過獲取有關(guān)芯片本地溫度/電流的信息，設(shè)計人員可以節(jié)約空間并降低系統(tǒng)成本。并可以在實現(xiàn)這一目標的同時，推進設(shè)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(yīng)用，包括從汽車環(huán)境中的電動輔助轉(zhuǎn)向（EPAS）系統(tǒng)到主板的DC/DC轉(zhuǎn)換器。