劉洪

導(dǎo) 讀

日前，羅姆舉辦智能功率器件（Intelligent Power Device，IPD）低邊開關(guān)線上產(chǎn)品發(fā)布會(huì)，羅姆半導(dǎo)體（上海）有限公司技術(shù)中心孫波介紹了剛剛推出得40V耐壓?jiǎn)瓮ǖ篮碗p通道輸出得智能低邊開關(guān)產(chǎn)品得特點(diǎn)和應(yīng)用，面向引擎控制單元和變速箱控制單元等車載電子系統(tǒng)、PLC等工業(yè)設(shè)備，此次推出得BV1LExxxEFJ-C、BM2LExxxFJ-C兩個(gè)系列IPD共有8款產(chǎn)品。

▋IPD是一個(gè)跨領(lǐng)域得產(chǎn)品

在蓬勃發(fā)展得車載市場(chǎng)，羅姆公司重點(diǎn)CASE（Connected Autonomous Shared Electric），包括功能安全得自動(dòng)駕駛領(lǐng)域和實(shí)現(xiàn)節(jié)能、小型化得電動(dòng)化領(lǐng)域。在這方面，羅姆得重點(diǎn)技術(shù)和產(chǎn)品有三大類：功率元器件（包括功率器件、電源解決方案和各種控制IC）；模擬元器件（包括采用先進(jìn)模擬技術(shù)開發(fā)得特殊得電源IC和驅(qū)動(dòng)先進(jìn)CPU得系統(tǒng)電源IC）；以及通用元器件（包括電阻器、通用IC等分立元器件和高品質(zhì)晶體管、二極管產(chǎn)品）。而IPD（半導(dǎo)體保險(xiǎn)絲和半導(dǎo)體繼電器）是跨越上述三個(gè)領(lǐng)域得產(chǎn)品。IPD不但有助于加強(qiáng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化方面日益重要得安全性能，它也有助于使得系統(tǒng)更節(jié)能、更輕，有助于提高電動(dòng)車得續(xù)航能力和性能。

近年來，在汽車和工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，特別是自動(dòng)駕駛和自動(dòng)化技術(shù)得創(chuàng)新，對(duì)安全性得要求越來越高。在進(jìn)行設(shè)備開發(fā)時(shí)，必須考慮如何在緊急情況下確保功能安全。傳統(tǒng)上，都是采用機(jī)械繼電器或MOSFET來執(zhí)行電子電路得ON/OFF控制，這樣得系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)不具備相應(yīng)得保護(hù)功能。

IPD實(shí)際上是一類高性能半導(dǎo)體功率開關(guān)，又叫智能功率器件及智能高低邊開關(guān)。從功能安全角度看，IPD不僅具有保護(hù)功能，而且無需更換，在壽命和可靠性方面得表現(xiàn)也非常出色，隨著時(shí)間推移，其市場(chǎng)規(guī)模正在不斷擴(kuò)大。針對(duì)市場(chǎng)對(duì)提升可靠性得需求，羅姆早在2014年就開始構(gòu)建IPD專用工藝。此次通過進(jìn)一步提高專用工藝得電流承載能力，并結(jié)合羅姆得模擬設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，打造了更廣泛得產(chǎn)品陣容。

IPD不僅可以進(jìn)行電子電路得ON/OFF控制，還內(nèi)置保護(hù)功能，可防止電路受到電氣故障（異常時(shí)得過電流）得影響，有助于構(gòu)建安全且可靠性高得系統(tǒng)。新產(chǎn)品配置在電機(jī)和照明等被控設(shè)備得下側(cè)（接地側(cè)）電路中，從電路結(jié)構(gòu)方面看，具有可輕松替代機(jī)械繼電器和MOSFET、易于設(shè)計(jì)得優(yōu)點(diǎn)。

與傳統(tǒng)得機(jī)械繼電器不同，IPD沒有機(jī)械觸點(diǎn)，因此在壽命、可靠性和靜音方面都表現(xiàn)出色。另外，MOSFET作為普通得半導(dǎo)體開關(guān)器件，可能會(huì)因過電流而損壞，而IPD內(nèi)置得保護(hù)功能可以用來構(gòu)建更安全和更高可靠性得系統(tǒng)。

IPD得汽車應(yīng)用主要是BCM（車身控制模塊），用來驅(qū)動(dòng)車載ECU得各種負(fù)載（動(dòng)力、照明、加熱等）；工業(yè)設(shè)備應(yīng)用主要是PLC（可編程邏輯控制器）等。

▋TDACC? 技術(shù)解決了什么問題？

本次推出得IPD新品得亮眼之處在于采用了羅姆自有得電路和器件技術(shù)——TDACC?。傳統(tǒng)上，IPD內(nèi)部得功率MOSFET關(guān)斷時(shí)會(huì)因反電動(dòng)勢(shì)而發(fā)熱，采用羅姆自有得電路和器件技術(shù)TDACC? （熱分布有源箝位控制）得新產(chǎn)品優(yōu)化了控制流過電流得通道數(shù)量，在保持小型封裝得前提下抑制了發(fā)熱量并實(shí)現(xiàn)了低導(dǎo)通電阻，這些特性在小型IPD中是很難同時(shí)兼顧得。

采用TDACC? 技術(shù)還可以進(jìn)一步縮小封裝，成功實(shí)現(xiàn)業(yè)界尚不多見得SOP-J8封裝雙通道輸出40mΩ（導(dǎo)通電阻）得產(chǎn)品。單通道和雙通道產(chǎn)品均有40、80、160、250mΩ多種導(dǎo)通電阻值可選，能夠滿足客戶多樣化得需求。另外，新產(chǎn)品得接觸放電耐受能力（表示對(duì)過電流浪涌得耐受能力）也高于普通產(chǎn)品，這將有助于各種設(shè)備得安全工作。

TDACC? 技術(shù)具有熱量管理和電流控制能力，可實(shí)現(xiàn)更低導(dǎo)通電阻和更出色得散熱性能，實(shí)現(xiàn)安全工作和減少功率損耗。

▋?yōu)檐囕d應(yīng)用提供保護(hù)

以車載應(yīng)用為例，伴隨車載電裝系統(tǒng)得日益電子化，ECU也需要更多得保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)功能安全設(shè)計(jì)，保證在緊急情況下降低風(fēng)險(xiǎn)。智能高低邊開關(guān)可用于汽車各個(gè)部位得保護(hù)，需要保護(hù)功能得車載應(yīng)用包括變速箱控制、引擎控制、車燈、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、車身電裝系統(tǒng)和油壓懸掛控制等。

羅姆得IPD利用模擬電源LSI實(shí)現(xiàn)了開發(fā)和生產(chǎn)之間得銜接，工藝方面，IPD使用羅姆自主開發(fā)得IPD專用生產(chǎn)線，將溝槽MOS和CMOS集成在一個(gè)芯片中，目前只有羅姆和其他兩家同行業(yè)公司擁有相同工藝。為了追求易用性，電路設(shè)計(jì)上采用雙重故障反饋細(xì)分并對(duì)外通知異常模式（負(fù)載開路、對(duì)VCC和GND短路）；通過調(diào)整過電流檢測(cè)和屏蔽時(shí)間對(duì)負(fù)載進(jìn)行保護(hù)；通過調(diào)整壓擺率來降低無線電噪聲。器件采用車載功率封裝，具有良好得散熱性能和出色得固晶材料改良特性。所有IPD產(chǎn)品均在羅姆集團(tuán)內(nèi)部開發(fā)，提供融合先進(jìn)技術(shù)得多樣化產(chǎn)品陣容。

IPD產(chǎn)品得結(jié)構(gòu)分為高邊開關(guān)和低邊開關(guān)，前者包括雙重故障反饋、電流感測(cè)、過電流打嗝模式工作以及限流閾值可調(diào)型產(chǎn)品；后者包括標(biāo)準(zhǔn)型、故障反饋、壓擺率可調(diào)和多通道產(chǎn)品。

新發(fā)布得40V耐壓?jiǎn)瓮ǖ?雙通道輸出低邊IPD是BV1LExxxEFJ-C/BM2LExxxFJ-C系列，內(nèi)置雙TSD? 和TSD（結(jié)溫過熱檢測(cè)）診斷功能，不僅具備TSD和功率MOS急劇溫升檢測(cè)（ΔTj）功能，還新增了診斷輸出功能；利用有源鉗位電路保護(hù)可防止IPD免受線圈和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等得電磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)得影響；誤啟動(dòng)防止電路具有出色得抗電池電壓波動(dòng)能力，可防止常見得電池電壓驟升時(shí)得瞬時(shí)誤動(dòng)作。

羅姆單通道/雙通道低邊開關(guān)得接觸放電耐受能力均優(yōu)于普通產(chǎn)品，可防止從帶電人體向電子設(shè)備放電得靜電現(xiàn)象。

▋IPD將進(jìn)一步優(yōu)化

據(jù)介紹，新產(chǎn)品已于2022年10月開始暫以系列合計(jì)月產(chǎn)60萬個(gè)得規(guī)模投入量產(chǎn)。現(xiàn)已開始網(wǎng)售，在Ameya360、Oneyac、Sekorm等電商平臺(tái)均可購(gòu)買。

羅姆計(jì)劃進(jìn)一步微細(xì)化采用TDACC? 技術(shù)得IPD專用工藝，開發(fā)更低導(dǎo)通電阻、更小型、更多功能、更多通道得系列IPD產(chǎn)品，包括低邊IPD（故障反饋、壓擺率可調(diào)）、高邊IPD（雙重故障反饋、電流感測(cè)、過電流打模式工作、限流詞值可調(diào)類型），以及采用TDACC? 技術(shù)得新產(chǎn)品，為汽車和工業(yè)設(shè)備應(yīng)用提供安全、安心和節(jié)能得豐富產(chǎn)品陣容。