感应电阻器电流测量电路 - 车用MOSFET如何提高能量利用效率与质量可靠性

 

　　感应电阻器上的电压不能大于主器件上的电压，不过，可能需要一个运算放大器将信号放大到更适合的电平。此配置如图3所示。

　　

　　图3：感应电阻器电流测量电路

　　只要运算放大器的共模范围包括地，那么此电路就不需要负电源。

　　几何感应比例n为：

　　

　　其中，RDM（on）是感应FET导通电阻，等于主FET导通电阻减去源引线电阻。

　　附加的感应电阻器增加有效感应比例，因此该值变为n‘’‘’，计算公式为：

　　

　　值得注意的是，感应信号包含开关时的错误峰值。这些错误峰值的起因是线性和完全增强的工作区域中的电流比例的差别，而且与电路有关。公式2表明，此电路中有两大误差源：

　　制造过程中n固有的误差；

　　与主FET和感应FET的温度有关。在25°C和150°C之间，功率MOSFET开启时的导通电阻大约增加一倍。

　　另一方面，感应电阻器与温度无关。因此可以看出，采用此方法时，1. 感应比例与温度有关；2. 其误差大于采用虚拟接地电路的误差。

　　封装方式

　　谈论MOSFET时不能不探讨封装方式，这对于汽车应用来说尤其重要。尽管D2PAK是采用TrenchPLUS器件的原始封装，但现在有了体积更小、热效率更高的封装形式。

　　飞利浦的SOT669 LFPAK可以从SO8的紧凑封装面积中提供更高的散热性能。其内部结构克服了SO8的限制。其热阻可以与比其更大的封装相提并论，这有助于维持尽可能低的操作温度。LFPAK外形非常小巧——厚度仅为1.1mm，比SO8薄40%。这种创新的内部结构使其电感远远低于其它封装。

　　40V HPA LFPAK封装具有SO8体积小巧的优势，同时有更大封装（如DPAK）所具有的卓越热性能。在传统的功率封装中，主要的散热路径是从装配点垂直向下并进入PCB。但是，LFPAK还通过源导线向上和向外传导大量热量，使其热阻远远低于SO8，甚至可以与大得多的封装（如DPAK和D2PAK）相比。

　　本文小结

　　汽车电子设计工程师在其powerMOS设计中采用附加的传感器有诸多好处。通过获取有关芯片本地温度/电流的信息，设计人员可以节约空间并降低系统成本。并可以在实现这一目标的同时，推进设计的范围。通常情况下需要在成本和性能间进行折衷，而采用这种器件则无需这种考虑。

　　这种器件填补了简易MOS和完全保护器件之间的空白，非常适合于各种应用，包括从汽车环境中的电动辅助转向（EPAS）系统到主板的DC/DC转换器。