汽車電子功率MOSFET

　　過去15到20年間，汽車用功率MOSFET已從最初的技術(shù)話題發(fā)展成為蓬勃的商業(yè)領(lǐng)域。選用功率MOSFET是因?yàn)槠淠軌蚰褪?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/汽車電子">汽車電子系統(tǒng)中常遇到的掉載和系統(tǒng)能量突變等引起的瞬態(tài)高壓現(xiàn)象。且封裝很簡(jiǎn)單，主要采用TO220 和 TO247封裝。電動(dòng)車窗、燃油噴射、間歇式雨刷和巡航控制等應(yīng)用已逐漸成為大多數(shù)汽車的標(biāo)配，在設(shè)計(jì)中需要類似的功率器件。在這期間，隨著電機(jī)、螺線管和燃油噴射器日益普及，車用功率MOSFET也不斷發(fā)展壯大。

　　今天的汽車電子系統(tǒng)已開創(chuàng)了功率器件的新時(shí)代。本文將介紹和討論幾種推動(dòng)汽車電子功率器件變革的新型應(yīng)用。還將探討實(shí)現(xiàn)當(dāng)前汽車電子系統(tǒng)功率MOSFET的一些發(fā)展?fàn)顩r。這些發(fā)展將有助于促進(jìn)汽車電子行業(yè)向前，特別是在一些新興市場(chǎng)如中國。

市場(chǎng)動(dòng)態(tài)

　　新型應(yīng)用中有4大要素在推動(dòng)汽車電子功率器件的演進(jìn)：

　　·足夠的關(guān)斷電壓等級(jí) (Bvdss)
　　·系統(tǒng)功率要求
　　·系統(tǒng)智能性/生存能力 (survivability)
　　· 產(chǎn)品和系統(tǒng)成本

　　一直以來，汽車電子應(yīng)用都采用Bvdss約60V的功率器件。然而，新的系統(tǒng)同時(shí)使用更高和更低的電壓等級(jí)，以更具成本效益的方式提供前所未有的系統(tǒng)性能。

　　高壓電/磁電噴射系統(tǒng)和高強(qiáng)度照明是兩種廣為流行的應(yīng)用，都需要擊穿電壓高達(dá)150V 到 300V的功率MOSFET。勢(shì)能更高的壓電和磁電燃油噴射系統(tǒng)能夠提供更準(zhǔn)確的燃油噴射和更精細(xì)的空氣/燃油混合比例，使到燃燒更充分，有害排放得以降低，并最終提高性能。

　　相比普通白熾燈，高強(qiáng)度照明技術(shù)消耗更少的能量卻能夠產(chǎn)生更大的照明強(qiáng)度。這樣不僅可以提高駕駛?cè)藛T在夜晚或惡劣天氣條件下的能見度，同時(shí)也便于其它駕駛?cè)藛T看到自己的車輛。

　　除了電壓更高的汽車電子功率應(yīng)用之外，車輛內(nèi)部消費(fèi)應(yīng)用產(chǎn)品快速的涌現(xiàn)也對(duì)電壓范圍提出更高要求。CD/DVD播放器、衛(wèi)星無線電、手機(jī)、GPS導(dǎo)航、MP3播放器接口就是需要功率MOSFET器件的新型應(yīng)用之例子。這些應(yīng)用所需的實(shí)際功率一般低于采用更小的分立或集成式元件的功率范圍。功率器件具有它們所服務(wù)的消費(fèi)產(chǎn)品的相同特征。在上述應(yīng)用中，尺寸非常重要，故往往采用PCB封裝占位面積更小，或表面安裝的新型功率器件。Power 56 和 Super SOT SSOT 6等封裝普遍用于這些應(yīng)用，在很小的封裝中提供相當(dāng)高的功率處理能力。

　　許多歷來是機(jī)械或液壓式的車載系統(tǒng)正在向電動(dòng)或電動(dòng)/液壓混合系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。首當(dāng)其沖的是散熱器風(fēng)扇。采用電動(dòng)電機(jī)后，可以去掉風(fēng)扇皮帶，風(fēng)扇可利用現(xiàn)有引擎或根據(jù)冷卻劑溫度來進(jìn)行更精確的控制。其它類似應(yīng)用還有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向 (EPS)、集成式啟動(dòng)器交流發(fā)電機(jī) (ISA) 和主動(dòng)式懸掛系統(tǒng)。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向和主動(dòng)式懸掛系統(tǒng)為車載系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了相當(dāng)大的靈活性，讓他們可以在多個(gè)車輛平臺(tái)上使用硬件系統(tǒng)，并通過軟件修改來改變車輛從輕便到豪華型的感覺。

　　這些電動(dòng)/機(jī)械系統(tǒng)的特征之一是使用的功率等級(jí)極高，因此需要大電流功率開關(guān)。為了能夠以盡量小的損耗提供最高的電流轉(zhuǎn)換，這些應(yīng)用一般采用額定電壓30V 到 40V的高性能溝道型MOSFET (Trench MOSFET)。