东芝更小表贴面积的智能功率器件为设计释放更多空间

电子产品更新换代的速度与时俱进,在性能不断提高的同时,小型化也已成为不可逆转的事实和趋势。然而,由于新一代电子产品的空间越来越局促,如何释放更多的空间留给不断增加的功能,成为了产品设计师亟待解决的难题。因此,电子元器件的尺寸也一直是制约电子产品小型化的瓶颈之一。
作为业界提供电子产品核心元器件的半导体厂商,东芝利用先进的半导体技术工艺使芯片的功能不断增强,体积不断缩小,同时也优化了能耗。最新推出的两款智能功率器件:tpd2015fn和tpd2017fn就是减小表贴面积,助力电子产品小型化的一种积极尝试。
什么是智能功率器件
事实上,智能功率器件(ipd)和智能电源开关(ips)意思相近,两者均可用于车载和工业应用。智能功率器件也叫智能功率驱动ic、smartmos(智能mosfet)或带保护的mosfet,拥有多种功能,如过电流保护、热关断、诊断输出等。它是一种单片功率ic,芯片上集成了输出级功率mosfet或igbt以及控制输出级电路,可以用来直接驱动直流无刷(bldc)电机等负载。
用ipd直接驱动直流无刷(bldc)电机
器件的基本特性
东芝推出的tpd2015fn和tpd2017fn智能功率器件中,前者是高边开关,后者是低边开关,均为8通道开关阵列。两款产品均可在并行模式下运行,并直接以cmos、ttl逻辑电路(mcu等)驱动功率负载。其中tpd2015fn集成了电荷泵,具有mosfet输出功能;tpd2017fn则集成了有源钳位电路和n沟道mosfet。
两款新产品的最高工作温度是110℃,高于现有产品(tpd2005f和tpd2007f)的85℃工作温度,能够支持工作温度更高的应用。此外,两款新产品还内置了过流保护和过热保护电路,有助于提高设计的可靠性。
tpd2015fn和tpd2017fn的主要特性如下:
内置n沟道mosfet(8通道)和控制电路的单芯片ic(高边开关tpd2015fn具有内置电荷泵)
 采用小型ssop30封装,表贴面积相当于ssop24封装的71%左右
 内置保护功能(过热、过流)
 高工作温度:topr(最大值)=110℃
 低导通电阻:rds(on)=0.4 Ω(典型值)@vin=5 v,tj=25℃,iout=0.5 a
tpd2015fn和tpd2017fn的主要规格
产品亮点分析
tpd2015fn和tpd2017fn的最大优势在于高集成度,采用东芝的模拟器件整合工艺(bicd,双极cmos-dmos),实现了0.4 ω(典型值)的导通电阻,比东芝现有产品低50%以上。
tpd2015fn和tpd2017fn均采用ssop30(300 mil)小型封装(典型值为9.7 mm×7.6 mm×1.2 mm),其表贴面积是上述现有产品所用ssop24封装(典型值13.0 mm×8.0 mm×1.5 mm)的71%左右,高度是ssop24封装的80%,同时引脚间距缩小到0.65 mm。这些改进减小了表贴面积,有利于缩小设计尺寸。
另外,两款新产品支持大电流应用,与机械继电器不同,开关时不会发生接触磨损,因此无需进行器件维护。
为了让客户在进行产品设计时更了解上述两款产品的性能,东芝还提供便于测试的评估板及相关技术支持,帮助客户更快速开发出产品。
tpd2015fn和tpd2017fn评估板
产品应用方向
东芝tpd2015fn和tpd2017fn主要应用于工业控制领域,可以控制电机、电磁阀、螺线管、灯具及其他应用,如工业设备(数控机床、变频器/伺服器、io-link控制设备)中的可编程逻辑控制器,驱动其中的电阻负载和感性负载。上述两款产品的推出进一步扩充了东芝的智能功率器件产品阵容,同时也是身体力行顺应电子产品小型化趋势的具体体现。


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