“魚和熊掌兼得” ROHM創(chuàng)新TDACC?技術，在小型智能功率開關中同時實現低導通電阻和高熱散能力

時間：2022-12-21 00:24:52

關鍵字： ROHM 功率開關

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[導讀]在小型的功率開關器件中，低導通電阻和散熱能力都非常關鍵，但兩者互為矛盾，難以同時實現。而ROHM通過創(chuàng)新的TDACC工藝，讓低導通電阻和高散熱能力在同一個IPD器件上得以實現。

IPD的英文全稱是Intelligent Power Device，即智能功率開關器件。還有一種IPD是集成被動器件，來自Integrated Passive Devices的縮寫，并不在我們今天討論之列。

ROHM將IPD產品定義為使用半導體技術來實現保險絲和繼電器功能的智能高低邊開關器件。如下圖所示，IPD由功率MOS、保護電路和有源鉗位電路三個部分組成。

在小型的功率開關器件中，低導通電阻和散熱能力都非常關鍵，但兩者互為矛盾，難以同時實現。而ROHM通過創(chuàng)新的TDACC?工藝，讓低導通電阻和高散熱能力在同一個IPD器件上得以實現。

近日，ROHM召開了智能低邊開關“BV1LExxxEFJ-C/BM2LExxxFJ-C”系列新品發(fā)布會，羅姆半導體（上海）有限公司技術中心經理孫波女士進行了精彩的分享。

IPD：用半導體技術取代傳統機械保險絲和繼電器

傳統的機械保險絲是一次性的，在過流熔斷之后必須要進行更換，它是通過保險絲自我犧牲的方式來實現電子保護的功能。傳統的機械繼電器，在過流保護的時候會有“咔嗒”的聲音，在車載應用中的用戶體驗也并不友好。而IPD智能功率開關則可以智能地檢測線路上的過電流，從而主動去關閉功率MOS來保護系統。IPD在整個電路保護的過程中，都是靜音的工作，而且無需在每次保護后進行更換，同時還可以由主控IC通過控制端口來進行開斷的智能控制。

傳統保險絲和繼電器將會被IPD所取代，目前在工業(yè)市場上IPD的規(guī)模已經達到了2.18億美元，并將持續(xù)增長。而在車載市場上IPD的需求量也是日益增長，現在以超過7.3億美元/年的速率在增長。隨著汽車電氣化水平提高，需要開關和保護的節(jié)點也越來越多，智能高低邊開關IPD可以用于汽車各個部位的保護。大到引擎、變速箱的控制系統，小到各類車身控制、照明系統等，IPD都可以在其中起到保護的功能。

ROHM IPD產品：集合工藝、設計和封裝三大優(yōu)勢

對于功率器件而言，工藝、設計和封裝都同樣重要。ROHM一直以來都是垂直整合型的生產體制，IPD產品也凝聚了工藝、電路設計、功率封裝幾大技術優(yōu)勢。

IPD工藝是采用了專用的BV生產線，將溝槽MOS和CMOS集成于一枚芯片中，當前市面上包含ROHM在內只有三家具備這樣的工藝。在IPD的電路設計上，ROHM追求易用性，開發(fā)了多種不同的功能，包括雙重故障反饋、可調限流和壓擺率控制。IPD在功率封裝上，通過固晶材料改良，滿足了車載的需求以及功率器件散熱性的要求。

特別值得一提的是ROHM創(chuàng)新的TDACC技術，這項技術讓低導通電阻和高散熱能力這兩個看似互為矛盾的特性，在小型功率開關上同時得以實現。如下圖所示，左側藍色部分的是普通的電路結構，如果選擇多通道的方式，則可以實現較小的導通電阻，但會導致柵極上的發(fā)熱較高。如果選擇低通道的模式，雖然熱散效果有所提升，但就不能保證能夠有較低的導通電阻。

而采用了ROHM TDACC VDMOS技術的結構，在通常工作時候，可以讓流過電流的通道多，這樣就實現了低導通電阻；在有源鉗位功能工作的時候，通過電路控制讓工作的柵極變少，從而提高了其散熱能力。據孫波介紹，新的IPD產品采用TDACC技術以后，相對于同類產品實現了更好的散熱性能。

全新低邊IPD產品：三大特色+兩大能力

ROHM的IPD產品分為高邊開關和低邊開關兩大類，如下圖所示，每一大類又根據產品功能側重不同分為四個小的類別。而在此次發(fā)布會上介紹的新品BV1LExxxEFJ-C/BM2LExxxFJ-C，則是具備故障反饋功能的底邊開關IPD產品。

新推出的BV1LExxxEFJ-C/BM2LExxxFJ-C為40V耐壓，分別為單通道和雙通道輸出。該系列產品具備三大特色：第一是內置了雙熱保護和熱保護診斷功能，雙熱保護指的是具備結溫過熱檢測TSD和急劇升溫檢測（ΔTj），還增加了診斷輸出。第二大特色是可以通過有源鉗位電路保護IPD免受反電動勢的影響。第三大特色是可以通過誤啟動防止電路防止誤動作。