原创 需要尽量减小系统尺寸并最大限度地提高系统效率吗？ 试试新型无引脚薄型封装 – Power88

向各个服务器和通信系统供电时会消耗能量并产生热能，而这又导致冷却系统能耗增加。通常，服务器和电信设备每消耗1瓦能量，都会在冷却、备用电源和电源供电过程方面造成至少1瓦的浪费。因此，提高效率和功率密度以满足系统要求一直以来都是现代数据和通信电源系统中的一项主要工作。四侧扁平无引脚(PQFN)封装是一种表贴封装，广泛应用于低电压应用，能够满足很多应用的功率密度和小尺寸要求。PQFN88 (8mm x 8mm)或Power88封装是一种针对高压超级结MOSFET的新型无引脚封装。由于采用较低寄生源极电感和源极开尔文架构，此封装提供出色的开关性能。

图1. 标准SMD封装、D²PAK和新型无引脚封装Power88之间的封装尺寸和占位面积比较

如图1所示，这种新型封装采用极薄型设计，厚度超薄，仅为1mm。与针对高压MOSFET的工业标准D²PAK封装相比，Power88外形尺寸缩小60%，占位面积为64mm²。与图2中的环路电感相比，标准D²PAK的栅极驱动电路包含共源极电感，而Power88封装将源极电感与驱动分开，从而最大程度地减少开关瞬态期间的共源极电感影响。如表I所示，与D²PAK相比，Power88封装具有极低的寄生电感，能够实现出色的开关性能。Power88封装的共源极电感值约为3nH，而D²PAK的共源极电感则为7nH。与D²PAK相比，Power88封装可以减少源极和栅极电感，从而减少开关操作时的功耗和干扰噪声。

(a) 标准栅极驱动原理图 (D²PAK)                      (b) 开尔文栅源极驱动原理图 (Power88)

图2. 标准SMD封装、D²PAK和新型无引脚封装Power88（开尔文源极架构）之间的栅极驱动原理图及寄生源极电感比较

表 I

各种封装的近似寄生电感比较

图3总结了V_DD=400V、I_D=8A时栅极电阻可变的开关损耗。如开关损耗分析中所示，PQFN88中SuperFET^® II MOSFET的开通损耗大幅下降，其原因是芯片的di/dt压摆率更高，而且由于电源和驱动相互分离，PQFN88封装的共源电感更低，从而最大程度地减少了电压和电流振铃。

图 3. 在VDD=400 V、ID=8 A条件下，Power88封装SuperFET^®II MOSFET与D2PAK封装SuperFET^®II MOSFET的开关性能总结比较

随着功率转换效率变得日益重要和分立式器件技术每天不断进步， 超级结MOSFET的极快开关特性是提高效率的必然选择。新型无引脚HV Power88封装可最大限度提高开关性能，能够在电源系统中实现高效和小尺寸目标。