圖1：從有刷拓撲轉換到無刷拓撲意味著FET數量出現了6倍倍增

 

但BLDC設計在這些FET上提出了新的技術要求。例如，若電路板上FET的數量6倍倍增也意味著驅動電機所需的印刷電路板（PCB）占用麵積增加了6倍
，那麼BLDC設計不大可能仍適用於電動工具和園藝工具製造商。電力電子設備通常位於這些工具的手柄中

；因此

，為適應最小的手部尺寸，應用通常受空間限製的影響極大（參見圖2）。市場需要功率密度更高的解決方案，換言之，就是需要在狹窄空間中處理更多電流的FET。

 

圖2：在大多數電動工具中，電子設備都位於手柄中

 

傳統意義上講，適用於驅動大功率電機的FET其封裝又大又重，如TO-220
、DPAK和D2PAK。但像TI的小型無引線封裝（SON）5mm×6mm FET這類最新方形扁平無引線（QFN）封feng裝zhuang可ke在zai矽gui片pian和he源yuan極ji管guan腳jiao之zhi間jian提ti供gong更geng小xiao的de封feng裝zhuang電dian阻zu。單dan位wei麵mian積ji的de電dian阻zu較jiao小xiao意yi味wei著zhe單dan位wei麵mian積ji的de傳chuan導dao損sun耗hao較jiao少shao
，也ye意yi味wei著zhe電dian流liu能neng力li和he功gong率lv密mi度du更geng高gao。因yin此ci，隨sui著zheFET矽單位麵積的電阻（RSP）繼續降低（大致相當於過去每代產品的一半），電動工具
、園藝工具和家用電器行業的QFN解決方案出現快速增長也就不足為奇了。這些較小的FET現在通常能夠驅動高達30A或更高的直流電機電流

；即使對於功率更高的設計

，並行采用多個QFN有時更適用於更大的封裝。畢竟

，兩個5mm×6mm的器件在60mm2的總PCB麵積中仍隻相當於占用一個D2PAK的一小部分尺寸，D2PAK在總PCB空間上約為10mm×15mm
，即150mm2（見圖3）。

 

圖3：半橋所需的PCB空間（未按比例畫出）

 

TI最近通過將兩個FET縱向集成到單一封裝中，將這一趨勢歸結為邏輯結論，在一個SON 5mm×6mm的功率模塊中提供整個半橋。40V CSD88584Q5DC和 60V CSD88599Q5DCcaiyongyudezhouyiqididianyagonglvmokuaixiangtongdeduidieluopianjishu，yongyugaopindianyuanyingyong，tongshicaiyongleyouhuadeguipian，yijianshaodadianliudianjiqudongyingyongdechuandaosunhao。chujianxiaozaiPCB上並排兩個FET所帶來的寄生電感外，縱向集成兩個FET可在同一封裝中容納更多的矽，從而實現比分立QFN器件更高的功率密度。

 

這些器件還具有帶裸露金屬頂部的耐熱增強型DualCool™封裝。因此
，盡管仍存在一些情況
，使得電動工具製造商可能更傾向於使用TO-220 FET來表麵貼裝FET
，因為這些FET可安裝在大型散熱器上以將熱量從PCB排出
，但是這些功率模塊采用QFN封裝提供了同樣的好處。例如，即使在最理想的熱環境中，通常也不鼓勵在典型的5mm×6mm的QFN中耗散3W以上的功率。但是通過適當地使用散熱器，這些DualCool器件可以應對6W或更多的功耗，功率密度翻了一倍，而PCB占用麵積減少了一半。

 

如今，在電動工具、園林工具及電池供電的家用電器中推出更受歡迎的BLDC電機時，功率密度就成為最重要的因素。TI新型功率模塊解決方案可在前所未有的水平上實現這一目標。

 

 

推薦閱讀：