電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠(yuǎn)）IPD智能功率器件的稱呼很多，有的稱其為IPS智能電源開關(guān)、SMARTMOS、受保護(hù)的MOSFET或者智能功率驅(qū)動IC?？偟膩碚f，它是在單一芯片上集成了輸出階段的功率MOSFET或IGBT以及控制輸出階段的一個電路，是適用于各種應(yīng)用的功率IC產(chǎn)品，有著緊湊、輕量和功率高效的特點。

開關(guān)電源電子器件的轉(zhuǎn)變

隨著工業(yè)和汽車應(yīng)用的不斷發(fā)展，市場對于開關(guān)器件性能的要求也在發(fā)生變化。此前通常采用機械繼電器或MOSFET來執(zhí)行電子電路的ON/OFF控制，但這些器件在系統(tǒng)故障時卻不具備相應(yīng)的保護(hù)功能，而且并不是那么高效。

因此隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，更高效的半導(dǎo)體開關(guān)開始取代這些傳統(tǒng)開關(guān)器件，而且現(xiàn)在的工業(yè)和汽車市場已經(jīng)不僅僅限于開關(guān)的控制，對內(nèi)置保護(hù)、診斷功能、高效化等先進(jìn)特性的需求，讓智能功率器件正在改變?nèi)〈鷤鹘y(tǒng)半導(dǎo)體開關(guān)。

常見保護(hù)功能肯定是必不可少的，如欠電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)、過電流及短路保護(hù)、過熱保護(hù)等。但這些還不足夠，智能功率器件中內(nèi)置的保護(hù)功能更多，如輸出電壓過沖保護(hù)、瞬態(tài)電流限制、軟啟動和最大輸入功率限制等，這些內(nèi)置的保護(hù)功能大大提高了整個電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。

說到開關(guān)肯定離不開MOSFET，獨立使用MOSFET開關(guān)在遇到短路狀況時雖然也能提供保護(hù)但MOSFET本身也會故障，IPD則不會受到破壞，仍舊起到開關(guān)的作用。

另一個常拿來對比的是機械繼電器，繼電器本身作為一種電控制器件是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關(guān)”。機電式繼電器是電子工程里很常見的繼電器類型，傳統(tǒng)的機械式繼電器是根據(jù)電流變化而開關(guān)狀態(tài)的變化，當(dāng)電流通過線圈時，可以產(chǎn)生磁場，磁場會吸引極性相反的觸點，這樣觸點就會接通或斷開電路，但一直以來都有其被詬病的地方。

繼電器對環(huán)境溫度比較敏感，當(dāng)環(huán)境溫度過高或者過低，都可能影響其性能表現(xiàn)，而且在不斷的機械切換過程中，其接觸點磨損較快，很容易產(chǎn)生電弧和噪音。半導(dǎo)體繼電器IPD則完全沒有觸電磨損、噪音困擾，通過檢測電流即可實現(xiàn)控制。

BLDC中的IPD

近年來，高效節(jié)能電機的滲透率逐漸提高，在BLDC驅(qū)動領(lǐng)域，IPD的應(yīng)用越來越多。高壓IPD專門用于驅(qū)動BLDC電機，通過霍爾器件和控制IC接收高壓的控制信號，再配合電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動IC來控制信號從低壓電路傳輸至高壓電路。一般來說，配合高壓IPD用于方波驅(qū)動或正弦波驅(qū)動的霍爾器件也需要由較高的輸出電壓。

雖然和傳統(tǒng)大電流控制的繼電器相比IPD效率更高，但既然是功率器件，那導(dǎo)通電阻肯定是需要注意的。為了電機本身效率夠高，就需要盡可能減少功率損耗，這就意味著導(dǎo)通電阻要盡可能低。

IPD的導(dǎo)通電阻和散熱能力是相互制約的，想要實現(xiàn)更低的導(dǎo)通電阻和更高的散熱能力需要互相平衡，尤其是在現(xiàn)在電機驅(qū)動板小型化發(fā)展的趨勢下，實現(xiàn)IPD兼顧低導(dǎo)通電阻和高散熱能力愈發(fā)具有挑戰(zhàn)。所以一味選擇導(dǎo)通電阻最低的器件絕對不是最優(yōu)解。

整個IPD的性能需要從工藝、設(shè)計、封裝全面的角度來提升，采用更先進(jìn)的高擊穿電壓SOI工藝的IPD可以進(jìn)一步降低電機功率損耗，更全面的電路設(shè)計實現(xiàn)更多智能控制功能，功率封裝上改進(jìn)也能提升散熱性能，為整個電機驅(qū)動帶來更好的體驗。

小結(jié)

IPD把功率器件與傳感、檢測和控制電路、保護(hù)電路及故障自診斷電路等集成為一體可代替人工來完成復(fù)雜的功率控制，因此被冠上了智能控制之名，也電機控制帶來了更高的功率控制。