功率密度在汽車(chē)系統(tǒng)中舉足輕重。無(wú)論是傳統(tǒng)的電子轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)，還是新型48V/12V混合動(dòng)力和全電動(dòng)汽車(chē)(EV)系統(tǒng)，都是如此。Nexperia的最新LFPAK88銅夾封裝將小尺寸、低導(dǎo)通電阻、高ID的優(yōu)點(diǎn)集于一身，實(shí)現(xiàn)了1 W/mm3以上的功率密度。

作為各個(gè)市場(chǎng)大量應(yīng)用的主要?jiǎng)右颍β拭芏仍谄?chē)系統(tǒng)中舉足輕重。例如，在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向中，我們正在向雙重冗余遷移，旨在提高系統(tǒng)安全性，這使電子元件數(shù)量增加一倍，但需要占用的空間不會(huì)同等增加。

隨著更多48伏特輕度混合動(dòng)力汽車(chē)投入生產(chǎn)，我們也看到更多汽車(chē)應(yīng)用的引入，例如皮帶傳動(dòng)起動(dòng)發(fā)電機(jī)(BSG)和12/48V DC/DC轉(zhuǎn)換器，幫助降低二氧化碳排放量。這些模塊同樣受到當(dāng)前的空間限制，因而我們需要高功率密度的解決方案

在所有這些情況下，LFPAK88都能真正提供幫助。它將小尺寸、低導(dǎo)通電阻、高ID的優(yōu)點(diǎn)集于一身，并且可以達(dá)到1 W/mm3以上的功率密度 – 在每立方毫米的體積內(nèi)提供很高的功率！首先，我們通過(guò)直觀的比較，展示該封裝相對(duì)于其他封裝的改進(jìn)。下表顯示了使用相同汽車(chē)級(jí)40 V超結(jié)技術(shù)平臺(tái)的多款產(chǎn)品，用以展示封裝而非芯片帶來(lái)的變化。對(duì)于LFPAK88，這些包括先前最低的0.7 mΩ導(dǎo)通電阻器件和新發(fā)布的0.55 mΩ器件。

正如上表中所示，我們不僅能夠進(jìn)一步降低導(dǎo)通電阻，還能夠顯著增加漏極電流最大值。考慮到節(jié)省空間方面，與3引腳的D2PAK相比，Nexperia的LFPAK88現(xiàn)在將汽車(chē)BUK7S0R5-40H和工業(yè)PSMNR55-SSH的功率密度提高了53倍（對(duì)比先前的48倍）。值得注意的是，由于LFPAK88具備明顯的優(yōu)勢(shì)，D2PAK BUK761R2-40H經(jīng)開(kāi)發(fā)后并未發(fā)布。

這種高功率密度是如何實(shí)現(xiàn)的？總體而言，它是通過(guò)創(chuàng)新的封裝技術(shù)和改進(jìn)的芯片技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。就LFPAK88封裝本身而言，有三個(gè)因素與提高功率密度相關(guān)：

更高的電流能力可以增加功率

更小的封裝外形可以提高密度

更高的效率可以減少散熱問(wèn)題。

下面我們簡(jiǎn)單地依次討論這三大因素。

夾片與線纜 – 優(yōu)于當(dāng)前的連接

在D2PAK及其不同版本中，芯片與封裝引出端之間采用線纜連接，這就限制了它能夠處理的電流量。LFPAK使用的銅夾片技術(shù)在芯片和引出端之間提供更大面積的接觸，從而能夠處理更大的電流，提高輸出功率。

縮小外形體積

在選擇LFPAK88封裝外形時(shí)，我們?cè)诜庋b電流、散熱能力、占位面積三者之間達(dá)到了最佳折衷，使其適合更高功率的應(yīng)用。外形體積為8.0 x 8.0 x 1.6 mm，在長(zhǎng)度、寬度和高度方面均小于前一代的D2PAK和D2PAK-7，與D2PAK相比，占位面積減小了60%，整體占用空間減少了86%。

高效易散熱

在更小的面積內(nèi)操作更高的電流，效率至關(guān)重要，效率提高便無(wú)需處理多余的熱量。高效率意味著有更多功率被用于執(zhí)行任務(wù)。LFPAK通過(guò)減小導(dǎo)通電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)高效率，因?yàn)殂~夾不會(huì)增加電阻，這一點(diǎn)與內(nèi)部焊線有所差異。沒(méi)有焊線連接到源極，再加上外部源極引腳很小，這也會(huì)減小寄生源極電感。在今后的博客中，我將更詳細(xì)地討論寄生源極電感和熱效率。

芯片支持

更新的芯片技術(shù)還有助于提高功率密度。Nexperia采用了汽車(chē)級(jí)超結(jié)技術(shù)，單元間距更窄，因而減小了封裝導(dǎo)通電阻。這樣可以達(dá)到更高的效率，提高IDmax性能。

審核編輯：郭婷