英飞凌高可靠性低压马达驱动方案(2014研讨会)

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英飞凌最新封装技术:TO-Leadless
4.4mm 2.3mm
9.9mm 10.0mm 15mm
11.7mm
占板面积: 150 mm²
占板面积: 115 mm²
减小 30% 占板面积
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减小 50% 高度
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TOLL 0.25 mΩ 300 A 115 mm² 1-2 nH
0.74 mΩ 120A >10 nH
占板面积 封装电感
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封装的选择 电动叉车，低速电动车，电动工具
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低压电机驱动应用
叉车 低速电动车 电动工具
电动叉车 手摇平板车
电动摩托车 低速电动车
电动工具 园林工具
大电流通流能力 & 可靠性
低导通电阻 &高功率密度
高功率密度 &性价比
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无刷直流电机控制框图
+
DC Link Voltage
Control
Symbol sometimes used to clarify two coils
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TO220
TO220-FP
D²PAK
I²PAK
D²PAK 7Pin
TO-Leadless
DPAK
SuperSO8
S308
CanPAK™ M
CanPAK™S
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TO-Leadless vs. D2PAK 7Pin, Vds 电压尖峰 100Arms
Vds=41.4V Vds=39.2V
与传统D2PAK相比，采用最新TO-Leadless 封装可以减小超过5%的Vds电压尖峰
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Controller Forklift
Sensor
OptiMOS™ 60V – 150V
BLDC Motor
Driver Stage
M

电动叉车 手摇平板车
DC/DC Regulators Low Voltage MOSFET selection criteria:
大电流承载能力 & 可靠性
根据电池电压选择合适耐压的MOSFET(60V - 150V) 低 RDS(on) 封装(D²PAK, D²PAK 7pin, TOLL)
Light Electric Vehicles
D²PAK D²PAK 7pin TO-Leadless
TO-220 D²PAK D²PAK 7pin TO-Leadless
TO-220 SuperSO8
D²PAK
D²PAK 7pin
TO-Leadless
TO-220
SuperSO8
30V lowest RDS(on) (mΩ) 60V 100V 150V 封装电阻(mΩ) 电流能力 (A) 占板面积 (mm²) 封装电感 (nH)
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英飞凌最新封装技术:TO-Leadless
尺寸 • 与传统D²-Pak 相比, 减小了60% 的空 间 封装技术 • 5*500um Al-bondwire • <0.25mOhm 封装电阻 电气性能 • 高达300A Id-dc 可靠性 • 极低的 Rds(on),适合大电流高性能应用 场合 • 可肉眼观察焊接是否正常 • 更好的EMI性能-得益于更小的寄生参 数 (约减小一半)
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低速电动车系统概览
轻型电动车
目录
低压电机驱动应用及英飞凌新产品介绍
低压大电流电机驱动器中MOSFET的设计考虑和应用问题分析
低压电机驱动器中散热的设计考虑和应用问题分析
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英飞凌提供业内最低的导通电阻RDS(on)
OptiMOSTM –业内技术领先的低压MOSFET
在20V-250V范围内提供业内最低的RDS(on) =>减少并联MOSFET的数量,提高功率密度,降低 设计难度
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3.4 mΩ 2.0 mΩ 3.0 mΩ 7.5 mΩ 0.60 mΩ 120 A 201 mm² 5 nH
1.1 mΩ 1.4 mΩ 4.6 mΩ 19.0 mΩ 0.2 mΩ 100A 31.7 mm² 0.2 nH
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>5 nH <5 nH 1-2 nH Strictly Copyright Confidential for Power Management 2014 © Infineon Technologies AG 2014. All Roadshow rights reserved.
worlds lowest ohmic MOSFET: IPT004N03L 0.4mOhmmax; 30V
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温升测试: TO-Leadless vs. D2PAK 7Pin, Ids(cont)@80Arms
IPB025N10N3 G IPT020N10N3
∆T@45min~70°C
∆T@45min<59°C
与传统D2PAK相比，采用最新TO-Leadless 封装可以减小超过15%的损耗
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<Segment>
电动叉车系统概览
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英飞凌OptiMOS™ 产品概览
Voltage class [V]
250 200 150 120 100 80 75 60 40 30 25 20 0.1 1 0.4 0.8 1.95 10 RDS(on) max @10V [mΩ] 6.0 30 100 1000 0.75 1.0 17 22 2.0 1.9 2 34 45 150 3.6 5.9 24 78 10.7 90 20 425 600
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电动工具系统概览
电动工具
Controller
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3.4 mΩ 1.9 mΩ 2.7 mΩ 7.2 mΩ 0.74 mΩ 120A 150 mm²
0.9 mΩ 1.0 mΩ 2.5 mΩ 6.5 mΩ 0.44 mΩ 180 A 150 mm²
0.4 mΩ 0.75 mΩ 2.0 mΩ 5.9 mΩ 0.25 mΩ 300 A 115 mm²
Battery
Current Sensor
Controller
Brushless Motor M
Driver Stage

电动摩托车 Pedelecs 低速电动车
DC/DC Regulators
OptiMOS™ 80V – 150V
低压MOSFET 选型:
英飞凌业内最低的RD(on) 为高功率 密度设计提供最佳解决方案 根据电池电压选择合适耐压的MOSFET(60V – 150V) 低RD(on) 封装(TO-220, D²PAK, D²PAK 7pin, TOLL)
英飞凌OptiMOS™
在低压大电流电机驱动器中的应用
目录
低压电机驱动应用及英飞凌新产品介绍
低压大电流电机驱动器中ＭＯＳＦＥＴ
的设计考虑和应用问题分析
低压电机驱动器中散热的设计考虑和应用问题分析
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Sensor BLDC Motor
Driver Stage
M
Sensor
Brushed DC Motor
Sensor
Driver Stage
M
无绳电动工具 园林电动工具
DC/DC Regulators
OptiMOS™ 30V – 60V
低压MOSFET选型:
高功率密度 性价比 根据电池电压选择合适耐压的MOSFET(40V - 60V) 封装(TO-220, SuperSO8) 热性能(Rdson * Rth)
减小 60% 空间
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英飞凌最新封装技术:TO-Leadless
TO220 封装电阻
电流能力
SSO8 0.5 mΩ 100A 30 mm² 1-2 nH
D²PAK 0.74 mΩ 120A 150 mm² >5 nH
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
D²PAK 7pin 0.44 mΩ 180 A 150 mm² <5 nH
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系统输入电池电压及MOSFET选型
特点
可承载电流能力强 业内最低的导通电阻RDS(on) 易于使用 杰出的产品性能及可靠的质量 保证
优势
适合于更高功率密度设计，使 系统更趋于小型化，从而降低 系统整体成本 便于更优化的散热设计 可增长电池寿命 提高系统的可靠性