研讨会速递！ROHM Nano电源技术精讲

发布时间：2025-08-06 14:16
作者：AMEYA360
来源：ROHM
阅读量：1404

　　近年来，电源系统主要面临更高耐压，更低功耗，更小型化等需求。ROHM对应这三种课题，利用集团的垂直统合型生产体制，将电路设计，工艺和布局三大模拟技术相融合，开发出了三种Nano电源技术，从而实现高效稳定的电源控制。另外，通过助力应用产品的进一步节能和小型化，为实现无碳社会贡献力量。更多你想了解的ROHM产品和技术分享及展望，均可在本次线上研讨会上找到答案！

　　扫描下方海报，报名本次研讨会，共同探讨ROHM Nano技术及相关产品，参与即有机会赢取精美礼品，精彩不容错过！

研讨会速递！ROHM Nano电源技术精讲

　　研讨会提纲

　　1. ROHM的关键技术

　　2. "ROHM Nano"技术详解

　　3. 满足时代需求的Nano系列及其产品

　　4. ROHM对Nano系列展望

　　研讨会主题

　　解决电源IC困扰的ROHM先进电源技术Nano系列

　　研讨会时间

　　2025年8月27日上午10点

　　研讨会讲师

研讨会速递！ROHM Nano电源技术精讲

朱莎勤 经理

　　朱莎勤于2014年加入罗姆公司，目前在罗姆上海FAE部门担任经理一职，主要负责与车载产品相关的技术支持。在面向车载领域的电源管理技术方面有着丰富的工作经验和专业知识，拥有从电源设计、选型评估到应用的丰富经验，为客户进行选型指导和技术支持。

　　关于Nano系列

　　罗姆的电源技术一直追求小型化和节能化。Nano系列是采用了模拟技术的一种新型电源技术。从开发到制造的全过程都由罗姆自行完成，实现了贯穿始终的生产体制的Nano系列，作为满足市场要求的电源IC将为社会做出贡献。

　　超高速脉冲控制技术 Nano Pulse Control™

　　超低消耗电流技术 Nano Energy™

　　超稳定控制技术 Nano Cap™

　　更多内容点击前往查看：

　　https://www.rohm.com.cn/support/nano?utm_medium=social&utm_source=wechat&utm_campaign=WeChat%EF%BC%88infor%EF%BC%89&utm_content=250806&openid=ot4DKs6HygwKJWbVFmco7o-TQNb0

　　“Nano Pulse Control™”、“Nano Energy™”和“Nano Cap™”是 ROHM Co.，Ltd. 的商标或注册商标。

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　　相关产品资料

　　Nano技术介绍资料：

　　https://qiniu-static.geomatrixpr.com/rohmpointmall/public/static/uploads/log/20250724/47ebe618a8466a5259a98241b2a97a52.pdf

　　Nano电源技术小册子：

　　https://qiniu-static.geomatrixpr.com/rohmpointmall/public/static/uploads/log/20250317/fae26cd34c8eaaea2daf3c179968da0c.pdf

　　高精度运算放大器 TLR1901GXZ：

　　https://qiniu-static.geomatrixpr.com/rohmpointmall/public/static/uploads/log/20250714/62c74db72e62928eb7bfe43d8ac53b43.pdf

　　高精度运算放大器 LMR1901YG-M：

　　https://qiniu-static.geomatrixpr.com/rohmpointmall/public/static/uploads/log/20240219/fa5d3c46b9c8ccfb8f947a83bc597689.pdf

　　车载LDO稳压器IC BD9xxN1系列：

　　https://qiniu-static.geomatrixpr.com/rohmpointmall/public/static/uploads/log/20230711/24cf0e822b7736099a3965c58effe41f.pdf


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　　容性电路是指利用电容器暂时储存电荷的特性，具有平滑电源电压的纹波、通过旁路高频噪声分量实现降噪、以及阻断直流仅耦合交流(信号分量)等功能的电路总称。恰当地连接和布置电容器，可降低高频区域的噪声并使电源更稳定。在实际设计中，为满足所需的容值、耐压和高频特性要求，常常将多个电容器通过串联或并联的方式组合，作为合成电容来处理，这也是理解容性电路的首要关键点。智能手机的触控屏和各种0滤波电路等，都是容性电路的典型应用实例。本文将先介绍合成容量(串联、并联)，随后展开讲解RC响应及容抗，从容性电路的物理原理到实际设计中的注意事项，系统性地进行阐述。　　容性电路基础　　电容器(Capacitor)是在“容性电路”中承担核心作用的元件。电容器具有储存电荷并形成电场的特性。在电路图中用两条平行线表示，其基本原理在于分离并存储电荷。通过考察电容器在从低频到高频的宽频率范围中的表现，可发挥其滤波、耦合、缓冲等多种作用。另外，电容器还具有对稳态直流不通导电流、仅对电压随时间变化时通导电流的特性。其结果是表现出阻断直流成分、通过交流成分的特性。　　电容的数学表达式、电容电压及单位　　通常，电容器的容量(电容量，Capacitance)被解释为“每1V电压下所能存储的电荷量”。用公式表示如下：　　C=Q/V其中，Q表示电容器内储存的电荷，vc表示电容器两端的电压(即电容电压)。因此，Q=C·vc(当电压随时间变化时，可写为Q(t)=C·vc(t)。在下文中，电源的直流电压写为VDC，交流电源写为vs(t)，电容器两端电压则作为vc(t)处理。　　当电容器的电压在交流电路中随时间变化时，其储存的电荷也会随之变化，表现为电容器引脚处流入或流出的电流(严格而言，并非电荷贯穿导体流动，而是体现为电荷的出入，即位移电流)。电容的单位是法拉(F)，但1F非常大，因此实际电路中常用的是纳法(nF)和微法(µF)等较小的单位。这很适合高频滤波和信号耦合等用途。　　电容器的串联、并联及合成电容　　在实际电路中，通常不会只使用一个电容器，而是会组合使用多个电容器，以获得所需的电容量和耐压能力。通过串联、并联或复合配置，可以调整电路的特性。　　串联连接　　当将电容器串联连接时，合成电容Ctotal将小于每个单个电容器的电容值。总电容可通过下面的公式求出：　　在串联连接时，电压会被分压施加到各个电容器上，因此在处理高电压的电路中，具有易于实现高耐压的优点。但是，如果各电容器的容量和漏电流特性不同，加在各个电容器上的电压就会不均匀，此时可能需要加装平衡电阻等。串联连接时，由于各电容器所储存的电荷Q相等，因此每个电容器的引脚电压为Vi =Q / Ci。所以，容量越小的电容器更越容易承受高电压，为了避免因电压波动或漏电流差异导致的过电压问题，有时会加入平衡电阻。　　并联连接　　并联连接的电容器组，各电容器的容量相加后的值即为整体的总合成电容：　　在串联连接时，电压会被分压施加到各个电容器上，因此在处理高电压的电路中，具有易于实现高耐压的优点。但是，如果各电容器的容量和漏电流特性不同，加在各个电容器上的电压就会不均匀，此时可能需要加装平衡电阻等。串联连接时，由于各电容器所储存的电荷Q相等，因此每个电容器的引脚电压为Vi =Q / Ci。所以，容量越小的电容器更越容易承受高电压，为了避免因电压波动或漏电流差异导致的过电压问题，有时会加入平衡电阻。　　并联连接　　并联连接的电容器组，各电容器的容量相加后的值即为整体的总合成电容：　　当需要实现更大的电容量，或希望结合使用不同种类的电容器以发挥其各自特性时，会采用并联连接的方式。在并联电路中，所有电容器都承受相同的电压，因此每个电容器承受的电压降与电源电压相同。　　在下文中，虽然公式中的C在有些情况下表示单体电容量;但如果是由串联或并联连接构成的电路，则请将合成容量Ctotal代入C进行解读。(这里的vc(t) 是指串联、并联连接“整体”的两端电压)　　直流电路中的容性电路分析　　用直流电源给电容器充电　　当将电容器连接到直流电源时，首先会进行充电过程。初始电容电压为0V时，与电源电压的差值最大，因此会流过串联电阻R限制范围内的较大电流。不久后，随着电容器开始积蓄电荷，其电压逐步上升，与电源电压之间的差(VDC − vc(t))逐渐缩小，因此dvc(t) / dt也随之减小，电流逐渐变小。电流可以用下面的公式来表示：　　其中，i(t)表示流入电容器引脚的瞬时电流(引脚电流)，C表示电容量，vc(t)表示电容电压。在充电初期阶段的特点是dvc(t) / dt较大，因而会有大电流通过。最终，当电容器被充电至电源电压时，电流几乎变为0，电容器对直流电源而言实际上表现为近似开路状态。　　在下文中，vc(t)定义为“+引脚电位、−引脚电位”，i(t) 以流入+引脚的方向为正方向。　　RC充电指数响应的推导步骤　　设基本充电电路为电阻R和电容C串联后与直流电源 VDC相连接的电路。　　根据基尔霍夫定律，电阻两端的电压i(t) × R与电容器电压vc(t)之和等于电源电压VDC。　　代入i(t) = C·dvc(t) / dt，建立微分方程。　　通过求解一阶线性微分方程，求得电容器电压vc(t) 。　　最终得到的电容电压如下：　　电容器向电阻负载放电　　与充电过程相反，当将初始电压为V0的电容器连接到电阻R时，电容电压vc(t) 呈指数规律下降。用公式表示如下：　　其中t =0的时刻电容电压为V0，随着时间的推移，电荷通过电阻被释放，最终趋近于0V。电流同样会呈指数规律衰减，当电容器所储存的电荷被耗尽后，电路最终进入稳态。　　另外，根据被动符号规则的定义(以流入+引脚的方向为正方向)，放电时dvc(t) < 0，因此i(t) = C·dvc(t) / dt为负值(若要将放电方向定义为正方向，则需将电流定义反转处理)。　　其中t =0的时刻电容电压为V0，随着时间的推移，电荷通过电阻被释放，最终趋近于0V。电流同样会呈指数规律衰减，当电容器所储存的电荷被耗尽后，电路最终进入稳态。　　另外，根据被动符号规则的定义(以流入+引脚的方向为正方向)，放电时dvc(t) < 0，因此i(t) = C·dvc(t) / dt为负值(若要将放电方向定义为正方向，则需将电流定义反转处理)。　　电容器在直流电路中的应用　　电容器在直流系统中一般有以下几种常见用法：　　平滑与滤波　　在电源电路中，在整流器之后配置电容器可降低纹波电压，从而可获得更稳定的直流输出。　　去耦　　在数字电路等应用中，为吸收因高速开关引起的局部电压下降，会设置电容器。　　备用电源　　大容量电容器也可用于在电源瞬间中断时，短时间内维持电路运行。　　容性电路和交流(AC)中的充电、相位角及波形　　前面了解了电容器在直流电路中的工作，接下来看在施加交流电压的环境下，电容器如何表现。交流电路中电压和电流呈正弦波或其他周期性波形，电容器连续进行反复充放电。　　在交流容性电路中的电荷反转与连续充放电　　假设交流电源vs(t) = Vm sin(ωt)等，电容器将不断重复“充电至电压达到峰值，当施加反向电压时放电”的循环。根据频率和电容器容量的不同，在一个周期内流过的电流大小和时序会有显著变化。高频时，通过电容器的电流趋于变大，而低频率时则趋于变小。这是因为电容器会以依赖于频率的“容抗”来抵抗(阻碍)电流。每当瞬时电压极性切换时，施加在电容器两端的电压就会发生变化，从而大大影响着电流的相位。　　容性电路中电压与电流的相位关系　　在纯容性电路(电源与电容器直接连接的理想C)中，由于vc(\(t|0) = vs(t) ，因此i(t) = C·dvc(t) / dt与i(t) = C·dvs(t) / dt具有相同的含义。另外，对于电容器而言，电流比电压超前90度。将其用公式表示，即为i(t) = C·dvC(t) / dt，这是因为电压变化率达到最大的瞬间正是电流达到峰值的时刻。反之，在电压达到最大值的瞬间，因为dvc(t) / dt = 0，因此电流变为零。　　理解交流电路中的容抗　　在交流电路中，除电阻R外，若存在电感L或电容C，则各个元件会表现出随频率而变化的“电抗”。对于电容器而言，这种电抗被称为“容抗”，其大小随频率f及电容量C的变化而变化。　　单位用欧姆(Ω)表示，但这不是电阻分量，而是依赖于频率的“电流通过难度”，在理想情况下不产生功耗，这一点与电阻不同。　　交流容性电路中的功率与能量　　理想的电容器在交流电通过时不会消耗功率(但瞬时功率会正负波动)。在实际电路中，在电容器与电源之间会不断交换能量，存在瞬时功率转移。通过正确理解这一点，便能看出功率因数改善和能源管理的重要性。　　交流电容器的能量存储与释放　　交流状态下的电容器，会在电压朝一个方向上升时储存能量，并在电压反转时将能量释放回电路，如此循环。首先，瞬间存储在电容器中的能量可以用下面的公式表示：　　由于vc(t)按正弦波(如Vm sin(ωt)等)变化，因此电压上升时电容器储存电荷，电压下降或极性反转时则发生放电。在理想的电容器中，一个周期内正负功率的平均值为零，因此从外部来看，其表现如同“未消耗能量”。　　然而，即使平均有功功率为0，电源与电容器之间能量仍会作为无功功率周期性地往复(超前无功功率)。这种往复电流若遇到布线电阻或ESR，将会导致损耗。　　瞬时功率的公式及其含义　　电路元件中的瞬时功率p(t) 可通过下面的公式表示：　　这样就可以得到在正负之间振荡的形式。对一个周期进行积分，理想情况下结果为0，因此不存在平均功耗。　　这种正负振荡的功率分量为无功功率，表示能量在电源与电容器之间周期性往复。通过接入电容器来抵消无功功率，即功率因数改善(PF补偿)的基本原理。　　能量的往复与频率依赖性　　容抗XC = 1/(ωC)随频率的升高而减小，因此频率越高，电容器就越容易通过电流。这是由于需要针对电压变化快速进行充放电，该特性被应用于功率因数改善(PF补偿)和降低纹波等用途。另一方面，当电容量较大时，瞬间交换的电荷量增加，因此由电阻、布线等因素引起的电压降和热损耗有时会变得不可忽视。通过考量这些现象，可以进行合理的滤波设计和电源设计。　　实际应用时的要点(设计与应用)　　功率因数校正：电容器能够提供超前无功功率，因此与具有滞后无功功率的感性负载配合使用时，可以改善整体的功率因数。　　滤波与谐振：在电感器与电容器组合而成的LC电路中，可以构成谐振电路，实现对特定频率的信号进行选择性通过或阻断。　　设计制约：实际的电容器中存在ESR(等效串联电阻)等，原本理想状态下不应消耗的能量会有一部分以热量形式损失掉，在大电流、高频环境下需要特别注意。　　因此，利用交流下电容器“暂时储存能量并释放能量”的特性，其在振荡控制、无功功率控制等电力电子领域中发挥着重要的作用。　　交流电容器电路中的设计考量事项　　工程师在将电容器用于电路时，需要从性能、可靠性和安全性等多个角度进行综合考量。这是从单纯的容性电路到复杂的交流电路中都需要面对的共同课题。　　发热与经年劣化　　电容器，尤其是铝电解电容器等产品，往往依赖于化学特性。在高温环境下，劣化速度加快，这会导致电容量下降和内阻增加。特别是在严苛的温度环境下使用时，需要充分考虑其额定温度和寿命特性。因经年劣化而无法维持原本的电容量时，会导致电源纹波抑制能力丧失，或引起时序电路失常。　　电路板布局与寄生分量　　在高频领域，电容器的引线、电路板走线的电感、电阻等会在意想不到之处产生寄生因素。这些因素会影响高频工作，并导致滤波特性和谐振频率偏移，因此需要紧凑且噪声干扰少的布局设计。另外，由于寄生分量可能导致局部电压下降和发热问题，因此合理的布局设计至关重要。　　总结：充分挖掘容性电路的潜力　　容性电路在电压与电流的关系上与其他无源元件大不相同，具有暂时储存并释放能量的性质。了解这些特性，可实现滤波电路、时许电路以及功率因数校正等多种多样的应用。　　还需要综合评估其在直流电路中呈指数规律的充放电、在交流电路中90度相位差及依赖频率的电抗、电容器的种类和连接方式、经年劣化等多方面因素。容性电路是电子电路与电力工程中的重要基础，在电源纹波抑制、高频滤波、信号耦合以及功率因数校正等广泛的实际应用领域中发挥着重要作用。　　通过运用仿真和实际设备装机测试，选择最佳的电容量、种类及安装方法，可实现兼顾可靠性与性能的电路设计。从单纯的容性电路去耦到承担功率因数校正功能的高级交流电容器电路，其根基在于“控制电流与电压的相位差，实现瞬时能量交换”的原理，深入理解这一原理对于所有工程师而言都是至关重要的。
2026-09-20 15:16 阅读量：152
ROHM丨低边开关的设计，NPN晶体管的电路设计
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ROHM丨低边开关的设计，NPN晶体管的电路设计

　　低边开关是一种利用NPN晶体管控制负载与GND之间电流的电路。这种简单的电路结构，作为通过微控制器GPIO信号驱动继电器、电机等负载的基础解决方案，被广泛应用于工业设备和车载系统中。在低边开关中，尤其容易导致失效的因素有两个：使晶体管切实饱和的基极电阻值，以及针对感性负载的反电动势应对措施(例如二极管、钳位电路)。本文将以这两点为核心，梳理完成设计的整个过程，包括器件选型、损耗、发热、布线及实际装机验证等各个步骤。　　01　　NPN低边开关电路的结构　　掌握整个电路的结构后，就可以清晰了解电流路径。通过先掌握结构，有助于理解设计参数对各部件的影响。　　· 低边开关电路整体与电流流向　　(电源→负载→NPN→GND/二极管的位置)　　低边开关的基本结构是从电源正极引脚经过负载到达NPN晶体管集电极，再将发射极连接至负侧(GND)。电流路径为“电源(+V)→ 负载 → 集电极 → 发射极 → GND”。关于晶体管的结构和引脚功能，在“双极晶体管|工作原理及使用方法(NPN/PNP)”一文中已经结合电路符号一同进行了讲解。　　微控制器和PLC的输出端经由基极电阻RB 连接至NPN晶体管的基极。当I/O引脚输出高电平(HIGH)时，产生基极电流IB，使基极-发射极结处于正向偏置状态。由此产生集电极电流IC，使负载开始工作。当I/O引脚输出低电平(LOW)时，基极电流几乎为零，集电极电流也被切断。另外，GPIO的“高电平(HIGH)输出电压”并不总是与VCC一致。在后续的基极电阻计算中，还需确认技术规格书中的VOH(min)(指定源极电流条件)和I/O电流上限。　　驱动继电器、电磁阀等感性负载时，必须使用续流二极管，将其与负载并联，将阴极朝向电源侧(+V)，阳极朝向晶体管侧(GND侧)进行连接。在晶体管关断的瞬间，线圈中积蓄的能量会形成向二极管侧循环的路径，从而防止晶体管承受过大的反向电压。在对传感器线圈和灯具的电机绕组进行开关时，也需要同样的权衡考虑。　　低边开关与高边开关的定位　　使用晶体管进行负载的开/关切换，有低边和高边两种配置方式。这两种配置的结构根据应用需求，各具优势。低边是将开关配置于负载GND侧的结构，高边是将开关配置于电源侧的结构。具体需要根据安全要求和测量需求来选择。　　低边开关的优势在于，可以通过NPN晶体管实现，且能共用微控制器和GND，从而可简化驱动电路。通过1枚基极电阻，可直接通过微控制器输出进行驱动。但是，由于负载的GND侧电位处于浮动状态，在以GND为基准进行电流测量和构建保护电路时，需要特别注意。在注重成本的应用中，低边开关因其电路简洁性和元器件数量少而更具优势。　　高边开关由于负载的GND侧始终与GND相连，因此有时在安全性和测量方面具备优势。然而，由于需要P沟道MOSFET(P沟道FET)、PNP晶体管或专用驱动器IC，其驱动电路更复杂。　　02　　NPN晶体管(双极晶体管)的　　低边开关设计流程　　设计从所要求的规格(负载电流、电源电压、GPIO规格)开始。只要按照流程逐步推进，即可完成从器件选型到确定电阻值的工作。在开始设计之前，先确定“将哪些条件(温度、电压、负载波动)作为最坏条件处理”，可以使后续的计算和评估更顺利，从而减少量产时的返工。低边开关因其电路本身较简单，因此前提条件的设定(将哪些值作为“最坏条件”处理)将直接影响设计的成败。　　通过“晶体管详解：结构、分类及工作原理基础”可以宏观了解晶体管整体的定位及各类型的特点。　　· 基于所要求的规格　　确定IC、βforced、IB、RB 的步骤　　按以下6个步骤进行设计。　　1. 定义负载侧条件。　　2. 确认候选晶体管的技术规格书。　　3. 根据βforced确定基极电流IB的目标值。　　4. 微控制器/PLC的I/O规格核对。　　5. 计算基极电阻RB。　　6. 确定候选器件。　　按照这6个步骤，从负载条件出发，逐步确定所需的器件和常数。各步骤的计算示例会在后续章节中给出。产品确定后，将进入饱度确认阶段。了解全部内容：　　https://techclass.rohm.com.cn/knowledge/transistors/transistors-basic/23727
2026-09-17 15:39 阅读量：240
ROHM丨SiC功率器件及模块应用笔记
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　　SiC半导体　　· SiC材料的物性和特征　　SiC(碳化硅)是一种由硅(Si)和碳(C)构成的化合物半导体材料。表1-1列出了各种半导体材料的电气特征，SiC的优点不仅在于其绝缘击穿场强(Breakdown Field)是Si的10倍，带隙(Energy Gap)是Si的3倍，而且在器件制造时可以在较宽的范围内实现必要的P型、N型控制，所以被认为是一种超越Si极限的用于制造功率器件的材料。SiC存在各种多型体(结晶多系)，它们的物性值也各不相同。最适合于制造功率器件的是4H-SiC，现在4inch～6inch的单晶晶圆已经实现了量产。　　SiC功率器件的特征　　SiC的绝缘击穿场强是Si的10倍，因此与Si器件相比，能够以更高的掺杂浓度并且膜厚更薄的漂移层制作出600V～数千V的高压功率器件。高压功率器件的电阻成分主要由该漂移层的电阻所组成，因此使用SiC材料可以实现单位面积导通电阻非常低的高压器件。　　理论上当耐压相等时，SiC在单位面积下的漂移层电阻可以降低到Si的1/300。对于Si材料来说，为了改善由于器件高压化所带来的导通电阻增大的问题，主要使用例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅极双极型晶体管)等少数载流子器件(双极型器件)，但是却存在开关损耗较大的问题，其结果是所产生的发热问题限制了IGBT的高频驱动应用。SiC材料能够以具有快速器件结构特征的多数载流子器件(肖特基势垒二极管和MOSFET)实现高压化，因此可以同时实现“高耐压”、“低导通电阻”、“高频”这三个特性。　　另外，SiC的带隙较宽、大约是Si的3倍，因此能够实现在高温条件下也可以稳定工作的功率器件(目前由于受到封装的耐热可靠性的制约，只保证到150℃～175℃，但是随着封装技术的发展，将来也可能达到200℃以上的保证温度)。　　SiC SBD的特征　　· 器件结构和特征　　SiC能够以具有快速器件结构特征的肖特基势垒二极管(SBD)结构，制作出1200V以上的高耐压二极管(Si SBD的最高耐压为200V左右)。　　因此，如图2-1所示，通过将现在主流使用的快速PN结二极管(FRD：快速恢复二极管)替换为SiC SBD，能够大幅减小反向恢复损耗。有助于实现电源的高效化，并且通过高频驱动实现电感等被动器件的小型化，同时降低噪声水平。以功率因数校正电路(PFC电路)和二次侧整流电路为中心，目前广泛应用于电动汽车充电器、光伏发电系统中的功率调节器、服务器电源、空调等多个领域。　　目前，ROHM SiC SBD的主要产品线包括650V、1200V、1700V耐压的产品。
2026-09-09 13:17 阅读量：416
ROHM制TOLL封装：最大限度发挥新一代功率器件性能的贴装方案
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ROHM制TOLL封装：最大限度发挥新一代功率器件性能的贴装方案

　　概要　　近年来，在AI服务器、数据中心电源、光伏(PV)逆变器、电力储能系统(ESS)等领域，除了大功率化之外，设备小型化和高功率密度化需求也与日俱增。传统大功率应用中主流的TO-247、TO-220等通孔封装，以及TO-263等表面贴装封装，在寄生电感、散热性能以及安装空间方面都存在设计瓶颈。　　本应用笔记将介绍ROHM的TOLL(TO无引线)封装——一种可解决上述课题的创新型表面贴装(SMD)方案，并阐述其技术优势。文中将详细说明TOLL封装所带来的优势：节省空间(薄型化、占板面积缩减)、优异的散热性能、通过开尔文源极(4端子)结构降低开关损耗，以及符合JEDEC标准的高通用性。同时，还介绍了能够将 ROHM最新SiC MOSFET、12～150V耐压SiMOSFET、超级结MOSFET等功率器件的性能发挥到极致的电路板设计方法。　　目录　　· 符合JEDEC MO-299标准的外形尺寸　　· 兼顾小型薄型化与大功率化　　· 优异的散热性能　　· 4端子(开尔文源极)结构大幅降低开关损耗　　· 提高安装可靠性并降低检测成本　　· 通过优化电路板设计实现散热最大化　　· 结语　　· 参考资料　　符合JEDEC MO-299标准的外形尺寸　　TOLL封装是一种符合JEDEC制定外形标准MO-299的表面贴装型封装。因此，便于利用现有贴装设备，具备生产线操作上的高通用性。　　另一方面，在基板设计(焊盘布局)方面，为了最大限度发挥所搭载的新一代功率器件的特性，对端子形状进行了优化。JEDEC MO299中规定，多引脚侧(8引脚侧)的相邻引脚根部连接结构为“可选(OPTIONAL)”。因此，ROHM根据器件特性，为各产品采用最合适的形状。例如，在SiC MOSFET和Si MOSFET等TOLL封装中，采用了8引脚侧根部相连的形状;并且，带开尔文源极的4端子器件(漏极、栅极、源极、开尔文源极)与3端子器件(漏极、栅极、源极)的连接方式也有所不同(见 Figure 1)。　　此外，ROHM的GaN HEMT产品采用TOLL-8N封装，虽然外形尺寸符合MO-299标准，但引脚配置和焊盘形状具有独特性，因此在基板设计时，请务必使用数据手册中记载的TOLL-8N专用焊盘布局(Figure 2)　　如此，虽然在外形尺寸上实现了标准化，但安装焊盘图案则针对各器件进行了优化。因此，基板设计时不应沿用通用的焊盘布局，而必须使用各产品数据手册中记载的专用推荐焊盘布局。这样才能充分发挥各器件的真正性能，并确保高可靠性。　　特别需要注意的是，开尔文源极(数据手册中有时表述为“驱动源极”)端子的连接方式对开关损耗影响很大。此外，以下做法是严格禁止的：将开尔文源极端子与功率源极端子直接连接;使开尔文源极端子保持开路，仅使用功率源极端子来驱动栅极;以及将开尔文源极端子与功率源极端子反向连接。这些不当连接可能导致意想不到的发热、误动作甚至器件故障　　兼顾小型薄型化与大功率化　　TOLL封装最大的特点在于节省空间。封装外形尺寸为9.9mm × 11.68mm × 2.3 mm，高度较以往同等级封装(TO-263-7LA)降低了约一半(从4.5mm降至2.3 mm，降低约49%)(见Figure 3)。此外，在实际基板上所占用的安装面积(焊盘布局)也削减了25%。传统TO-263-7LA的焊盘面积为179.3mm²(11.0mm × 16.3mm)，而TOLL封装的焊盘面积仅为134.33mm²(10.1mm × 13.3mm)(见Figure 4)。由此，即使在被称为“披萨盒型”的薄型电源用图腾柱PFC电路等厚度需控制在4mm以下的严格设计约束下，也能带来极高的安装自由度。
2026-09-03 13:10 阅读量：473
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