比MiniHPD还小!士兰微SDualPAK把两套三相逆变器塞进140×86 mm底板

发布时间:2026-07-29 09:19
作者:AMEYA360
来源:士兰微
阅读量:649

比MiniHPD还小!士兰微SDualPAK把两套三相逆变器塞进140×86 mm底板

  传统双电控的集成思路通常从结构入手:缩小低功率侧、合并底板、压缩端子间距。这种方法可以减少外形尺寸,却会挤占内部布线空间。当DBC上的铜路变细、换流回路变长,寄生电感随之上升。SiC器件开关速度较快,原本不算突出的布线差异会被放大为电压尖峰、动态不均流和栅极振荡。

比MiniHPD还小!士兰微SDualPAK把两套三相逆变器塞进140×86 mm底板

  士兰微提出的SDualPAK方案没有继续压缩传统平面布局,而是采用的ZPAK的3D互联封装方案,将P1和P3的相位交错合封起来。前者控制杂感并提升芯片得房率,后者减少两套三相模块之间的重复结构。两种设计共同指向一个目标:在140×86 mm的底板上容纳两套三相逆变器,也就是说其SDualPAK双电控模块总尺寸可以做的小于一个MiniHPD的尺寸!

比MiniHPD还小!士兰微SDualPAK把两套三相逆变器塞进140×86 mm底板

  01.简单“拼小”为什么会把杂感做大P1+P3双电控常见的做法是分别为两台电机配置功率模块。士兰微给出的参考方案中,MiniHPD与MiniPACK组合后的底板尺寸约为235×72 mm;如果使用两个ZPAK,总尺寸约为200×70 mm。两种方案都保留了相对独立的三相模块结构,因此底板、封装边界、DC连接和安装空间存在一定重复。

比MiniHPD还小!士兰微SDualPAK把两套三相逆变器塞进140×86 mm底板

  进一步集成时,设计者往往会优先压缩功率较小的P1部分。问题在于,传统模块的DBC既用于放置芯片,也承担桥臂之间的功率布线。封装面积缩小后,芯片仍需占据基本空间,最先被压缩的就是铜路宽度和走线间距。这会直接改变换流回路的寄生参数。功率器件关断时,杂感会产生附加电压。SiC器件的(di/dt) 较高,即使寄生电感只增加几个纳亨,也可能产生明显的关断过冲。如果多个芯片并联,走线电感不一致还会导致栅源电压和开关时序出现偏差。一颗芯片先导通,另一颗后导通;关断时又可能出现相反的速度差异。电流分配失衡后,局部芯片会承受更高的电流和温度。也就是说,P1和P3简单拼成一个模块,为追求体积而压缩P1区域,容易使P1走线变细,最终形成较大的杂感。问题的根源不在于能否把六个半桥放进去,而在于缩小之后如何保留合理的功率回路。ZPAK的处理方法是把一部分主功率走线从DBC平面转移到封装上方。在HPD或MiniHPD等常规模块中,DBC既要承载芯片,又要完成DC正负极、上下桥和交流输出之间的连接。芯片周围因此需要预留较大面积用于铜路和端子过渡。士兰微将这种面积称为DBC的“走线占用”。ZPAK利用内部Clip和外围铜排完成功率连接。电流可以从芯片上方引出,不必全部沿DBC横向绕行。DBC由此腾出更多面积放置芯片,主功率路径也能保持较短、较宽。士兰微给出的比较数据显示,ZPAK的芯片可用面积占DBC面积的比例约为70%,HPD约为40%。其功率密度相较MiniHPD提高约60%,相较HPD提高约65%。

比MiniHPD还小!士兰微SDualPAK把两套三相逆变器塞进140×86 mm底板

  3D走线也为低杂感设计提供了条件。ZPAK的外围母排与内部Clip可以形成叠层结构,使换流电流的去程和回程彼此靠近。两条路径中的电流方向相反,其磁场能够部分抵消,从而降低回路等效电感。士兰微展示的ZPAK参考系统杂感约为10至12 nH,实测结果为12.3 nH;作为对比,普通TPAK系统的杂感约为22 nH。在其展示的测试条件下,较低杂感可使IGBT动态损耗降低约28%。同时,ZPAK系统的DC铜排尺寸比TPAK方案减少约50%。这些数据证明了ZPAK平台控制杂感的潜力,但不能直接视为SDualPAK整机的测试结果。双电控方案加入了共母线、电容和更密集的端子结构,最终杂感仍取决于完整系统的连接方式。

02.P1与P3交错合封,重新组织六个半桥SDualPAK的第二项关键设计,是按照相位重组P1和P3的六个半桥。传统双电控通常把P1的三个半桥放在一个三相模块中,再把P3的三个半桥放在另一个模块中。SDualPAK改用三只双半桥模块。每只模块同时容纳P1的一相和P3的一相,排列方式分别为P1-U与P3-U、P1-V与P3-V、P1-W与P3-W。

比MiniHPD还小!士兰微SDualPAK把两套三相逆变器塞进140×86 mm底板

  其“P1&P3交错合封”指的是物理封装和端子排列。与PWM交错控制无关。模块的交流端子依次形成P1-U、P3-U、P1-V、P3-V、P1-W、P3-W,两套三相输出在空间上交替出现。士兰微给出了两种主要的桥臂分组方式。一种方式让同一套逆变器使用连续分布的三个半桥;另一种方式让P1使用三只模块中的第一半桥,P3使用三只模块中的第二半桥。这种布局减少了两只独立三相模块之间重复的封装边界、安装空间和DC侧结构。SDualPAK底板尺寸由两只ZPAK的200×70 mm缩小到140×86 mm,也小于一只143.5×117 mm的MiniHPD。

比MiniHPD还小!士兰微SDualPAK把两套三相逆变器塞进140×86 mm底板

  “尺寸再减小约40%”需要结合比较口径理解。140 mm相较235 mm确实缩短约40.4%,相较两只ZPAK的200 mm缩短30%。如果按底板面积计算,SDualPAK相较235×72 mm方案缩小约28.8%,相较200×70 mm方案缩小约14%。士兰微并没有给出厚度,因而暂时无法证明模块总体积缩小40%。SDualPAK的尺寸收益主要来自结构重组,杂感控制则依赖ZPAK的3D走线。交错合封消除重复空间,Clip和叠层母排避免压缩空间后出现细长功率路径。两种设计缺一不可。

  03.模块本体变小后,系统设计成为新的瓶颈SDualPAK把两套三相逆变器压缩到140×86 mm,但驱动、电容和采样电路不会同步缩小。士兰微在2026xEV论坛演讲中列出了四项系统设计难点。

比MiniHPD还小!士兰微SDualPAK把两套三相逆变器塞进140×86 mm底板

  第一项是驱动电路。六个半桥包含12个功率开关位置,需要布置相应的驱动IC和隔离电源。当前ZPAK方案中,每颗芯片及隔离电源约占21×24 mm的板面积。模块缩小之后,驱动板可能比功率模块更难布置,还要满足相间爬电距离和抗干扰要求。

  第二项是DC-link电容。P1和P3共用直流母线后,电容不能简单按照两套独立逆变器的容值相加。两台电机在不同工况下可能分别处于驱动或发电状态,母线纹波存在叠加或抵消的可能。工程团队需要根据复合工况重新定义纹波电流、容值和热负荷。

  第三项是六相电流采样。两套三相逆变器需要六路交流电流检测。MLX无磁芯方案单个仍需占用约30 mm板宽,采样结构很可能削弱功率模块带来的尺寸收益。

  第四项是交流铜排。P1和P3端子按照相位交错排列,必须分别连接到两台电机的三相绕组。士兰微认为可以让一套铜排向上、另一套向下,连接本身并非无法解决,但铜排层叠、绝缘距离和装配工艺仍需与整机结构协同设计。

  除此之外,量产项目还要验证两套逆变器之间的热耦合、共母线故障传播、EMC和保护策略。三只双半桥模块共用紧凑底板后,任何一处局部失效都可能影响另一套电机控制,故障隔离的重要性高于两只独立模块方案。

  按照士兰微披露的进度,SDualPAK仍处于Pre-A样件开发阶段,面向2027年以后的项目。现有资料能够说明它的结构逻辑,也能证明ZPAK平台具备低杂感能力,但尚不足以判断整套双电控的量产成本与可靠性。

  总结

  SDualPAK最值得关注的地方,是它改变了双电控功率级的组织方式。六个半桥不再按两台电机分成两个封装,而是按U、V、W三相重新配对。这样的结构为双电控释放了尺寸空间,ZPAK的3D走线则补上电气性能这一环。下一阶段的竞争不会只发生在功率模块内部,而会转移到驱动、电容、采样和保护系统能否跟上这块140×86 mm的功率核心。

比MiniHPD还小!士兰微SDualPAK把两套三相逆变器塞进140×86 mm底板


(备注:文章来源于网络,信息仅供参考,不代表本网站观点,如有侵权请联系删除!)

在线留言询价

相关阅读
喜报!士兰微荣膺“2025中国MEMS十强企业”,硬核实力再获行业权威认可
  10月21日,第七届中国MEMS制造大会暨微纳制造与传感器展览会在苏州盛大召开。在这场汇聚国内外MEMS领域顶尖企业与专家的行业盛会上,备受瞩目的“2025中国MEMS十强企业”榜单正式揭晓。杭州士兰微电子股份有限公司凭借在MEMS传感器领域的深厚技术积累、卓越的市场表现以及持续的产品创新,再次成功斩获“2025中国MEMS十强企业”殊荣。值得一提的是,士兰微已连续多年入选此榜单。 这一长期稳健的表现,不仅是对士兰微在MEMS领域深耕细作的充分肯定,更是对其在国产MEMS产业中领军地位的权威认可。  中国MEMS制造大会是当前中国MEMS行业最具影响力的会议,该大会由中国半导体行业协会MEMS分会、联合中科院纳米所、苏州纳米城等主办。  士兰微电子MEMS业务发展布局作为国内领先的IDM半导体企业,士兰微电子始终坚持在自有产线开发核心芯片工艺平台,这为其MEMS传感器的高质量、高可靠性量产提供了稳定可控的国产供应链保障。目前,士兰微已构建起涵盖消费级、工业级、车规级的完善MEMS传感器产品矩阵:  在手机与智能穿戴领域,其加速度计和六轴IMU单元广泛应用于智能手机的转屏、体感游戏及OIS光学防抖,并在智能穿戴设备中实现骨传导等功能,其加速度传感器在国内市场占有率稳定保持在20%-30%左右;  在汽车电子领域,车规级碰撞传感器、IMU单元等产品已满足汽车安全和自动驾驶的严苛需求;  面向未来,在人形机器人这一新兴赛道上,士兰微提供覆盖关节驱动、运动感知等环节的全栈式半导体解决方案,其IMU传感器如同机器人的“神经末梢”,助力具身智能产业加速规模化落地。  面对万物互联与智能化时代的广阔机遇,士兰微将继续坚持IDM模式,以国际顶尖水平为标尺,持续加大研发投入,瞄准高门槛市场攻坚复杂技术。未来,士兰微将不断推出高集成度、高可靠性的MEMS创新产品,为客户破解设计、制造与量产难题,与产业链上下游共创美好“芯”未来!
2026-10-26 09:40 阅读量:190
士兰微发布符合ISO 26262 ASIL-D功能安全等级的车规级PMIC产品SZ4981
  “安全可靠”是汽车永恒的主题。士兰微推出车规级PMIC产品SZ4981,实现最高功能安全等级ASIL-D、最高可靠性温度等级AEC-Q100 Grade0,助力新能源汽车芯片国产化发展战略。  近日,国际独立第三方检测、检验和认证机构德国莱茵TÜV集团向士兰微车规级多通道电源管理芯片SZ4981颁发ISO 26262 ASIL-D产品认证证书。  01  产品概述  不论汽车工业技术如何飞速成长迭代,安全可靠永远是汽车零部件设计的核心诉求。PMIC + MCU组成的最小系统,承担了实现汽车零部件高功能安全等级、高可靠性的重要任务。然而,高端国产化车规级电源管理(PMIC)芯片仍然长期存在供给缺口,亟需技术实现与量产认证的双重突破。基于此,士兰微电子正式推出车规级多通道PMIC芯片:SZ4981。它将多项指标做到了业内领先水准:  最高功能安全等级:ISO 26262 ASIL D  最高温度等级的车规认证:AEC-Q100 Grade0 (TA=-40℃~150℃)  宽输入电压范围:3V~40V  Typ.≤50μA极低的休眠静态电流  目前,SZ4981已广泛应用于汽车各类功能安全需求场景,在电动助力转向(EPS)、主驱逆变器、变速箱控制单元(TCU)、电池管理系统(BMS)、区域控制器(ZCU)、高级驾驶辅助系统(ADAS)等领域中实现应用落地。已在数十家客户项目中实现量产或系统验证。  02  主要参数  AEC-Q100认证,Grade0:TA=-40°C~150°C  功能安全符合ISO 26262-2018标准ASIL-D等级  输入电压范围:3V~40V  可承受3V冷启动(Cold crank)及42V抛负载脉冲(Load Dump)  1路Pre_boost及1路Pre_buck  支持展频功能提升EMI特性  4路LDO,2路Tracker输出  两个故障安全信号SS1/2  多种看门狗:问答式、窗口式  超长待机时间  Standby / Sleep多种低功耗模式  QFN48-7x7封装,可湿性侧翼设计  03  应用场景  电动助力转向系统(EPS)  主驱逆变器  电池管理系统(BMS)  区域控制器(ZCU)  变速箱控制单元(TCU)  高级驾驶辅助系统(ADAS)  04  典型应用框图  05  产品亮点  ASIL-D功能安全设计  SZ4981内置独立故障安全状态机,集成 ABIST 模拟自测试、时钟校验与带 CRC/ECC 校验的 SPI 安全通道,可有效检出隐性故障。芯片搭载双看门狗方案,搭配独立 Bandgap 基准的电压监测单元,实现过压、欠压、过热、过流等多类故障分级保护。芯片支持 MCU 错误实时监测,可输出中断、复位信号,同时提供两路具备物理电气独立性、延时可配置的安全状态输出。故障发生时能够快速触发预定义安全状态,构建完整的故障检测 - 上报 - 安全响应闭环,满足 ASIL-D 最高等级功能安全要求。  休眠模式下的低功耗设计  SZ4981在休眠模式(Standby)下可实现极低的静态电流,常温下静态电流可控制在typ. 50μA级别。可满足休眠模式低功耗应用场景需求。  可配置展频功能,提高EMI特性  SZ4981的开关电源具备可配置的展频功能,通过开关频率的扩展和抖动,提升产品EMI特性。展频的范围可通过SPI配置调整,方便客户根据应用情况自行选择。
2026-10-26 09:32 阅读量:177
新品发布 | 士兰微电子推出两串55W新国标移动电源方案
  协议IC + 全集成Buck-Boost + BMS IC一站式解决方案  今年4月份,GB 47372-2026《移动电源安全技术规范》正式发布,将于次年4月1日起执行。作为我国的首部移动电源专用强制性国家标准,被业界视为移动电源行业新一轮洗牌的分水岭。  士兰微电子依托在功率半导体和模拟芯片领域的深厚积累,正式发布基于SD3924 + SD59D23 + SD3992的两串55W新国标移动电源一站式解决方案,构建覆盖协议IC、全集成Buck-Boost转换器、BMS IC的完整移动电源产品矩阵。支持 TFT屏显、USB有线通信、 NFC近场交互等多种实时信息呈现方式,以高集成、高效率、低EMI、开发周期短等显著优势,助力用户打造新一代移动电源旗舰产品。  方案总览  士兰新国标方案采用主从架构,以高集成的芯片组合替代传统方案中分散的多颗器件,实现协议协商、功率转换到电池管理的全链路覆盖:  SD3924作为协议主控,集成4路负载开关控制(3C1A),全面兼容主流快充协议;负责协议协商,管理充放电功率IC,并直接驱动TFT彩屏,将电池组电压、单节电芯电压、温度、电量等参数在本地实时显示,无需任何外部设备即可掌握电池状态,提供直观的用户视觉体验。  SD59D23是国内首款55W全集成Buck-Boost转换器,一颗芯片即可实现高效充放电双向功率转换,极大减少了外围器件;采用峰值电流模式控制,确保宽负载范围内的高效率;同时集成三角波扩频调制功能,具备优秀的EMI性能。  SD3992集成智能监测模块,实现对电池电压、电流、温度等电池状态参数的实时监测,支持1mA超低电流检测;搭载专有电量计量技术,提供高精度库仑计量,误差<1%;同时具备完善的多级异常状态保护能力,通过I2C与协议IC协同工作。  方案支持PD3.2 AVS、PPS、QC4.0+、FCP、SCP、AFC、BC1.2、UFCS等快充协议,30W~55W灵活功率配置,支持边充边放。整机峰值效率>96.8%,待机功耗在70μA以内。除支持TFT、VDM信息交互方式外,也同样兼容USB、NFC等多种方式满足新国标对数据交互的要求。  多种新国标数据交互方案,按需选配  新国标对信息交互提出了强制性要求,士兰提供多种适配方案,覆盖从入门到高端的不同产品定位:  · TFT屏显方案  通过SD3924的丰富IO资源直驱TFT屏,实现本地可视化显示,提供出直观的用户交互体验  · USB方案  通过3924内置UART/IIC与外置USB芯片进行数据传输,经C口实现数据上报,即插即用,具备广泛兼用性  · NFC方案  通过NFC IC与板载线圈实现近场数据读取,适合无屏产品设计,用户将手机置于移动电源上即可查看电池状态  · VDM方案  通过PD协议VDM消息实现数据交互,无需额外IC即可将电池信息上传至主机设备,降低系统复杂度,适合定向适配特定手机品牌  方案优势  士兰方案以SD3924 + SD59D23 + SD3992三颗芯片即实现全链路覆盖。相较于传统两串移动电源方案“ MCU(含屏驱)+ 协议/桥驱SOC + Ex.MOS + 电量计”架构,所存在的BOM成本高、PCB面积大、多芯片调试复杂、开发周期长等问题;士兰的极致方案“协议(含屏驱)+ DCDC(In.MOS) + 电量计/AFE”,在集成度、效率、EMI、调试周期、BOM成本等方面形成显著优势。  同时针对新国标各项核心要求的功能设计,在电池状态监测、异常数据存储、充电电压随使用年限动态下调、异常禁用等关键能力上完美契合要求,大幅缩短开发周期并降低认证风险。  55W@400kHz,EMI裕量>-10dB  芯片介绍  01  SD3924——协议主控IC  · 移动电源协议主控IC,1~5串电池3C1A应用,支持边充边放  · 支持PD3.2 AVS、PPS、QC4.0+、FCP、SCP、AFC、UFCS等快充协议  · 具备I2C、UART、SPI等多种通信接口,灵活对接上位机或手机APP  · 支持TFT屏显直驱,兼容USB传输、NFC读取等多种新国标数据交互方案  · 内置高精度设备接入/移除检测和库仑计,支持15mA高精度小电流检测  · 支持STOP低功耗模式,整机待机功耗<70uA  · QFN52-6×6  02  SD59D23——全集成双向Buck-Boost转换器  · 国内首款55W全集成双向Buck-Boost转换器,外围极简  · 具备I2C通信接口,支持12位DAC高精度可编程控制  · 最大支持1.6MHz,超低EMI设计,整机峰值效率>96.8%@400kHz  · 支持低功耗模式,待机电流<5uA  · LQFN20-3.5×4  03  SD3992——两串BMS IC  · 2串锂离子或锂聚合物电池组集成式管理芯片·  · 2.2V~26V宽工作电压,高边保护N沟道FET驱动器,支持故障条件下I2C通信  · 双独立ADC模拟前端,同步电流和电压高精度采样,支持1mA超低电流检测  · 支持一级和二级保护,涵盖单体电芯过压/欠压保护、充放电过流/短路/过载保护、充放电过温/欠温保护、快充/预充超时保护的完善保护体系  · DFN12-2.5×4  士兰微电子以SD3924 + SD59D23 + SD3992三芯片方案实现了协议控制、功率转换与电池管理的全链路覆盖,在集成度、功耗、EMI、成本等维度均具备显著优势,并提供TFT/USB/NFC/VDM等多种数据交互方案灵活适配不同产品定位。士兰将持续深耕电源管理领域,助力客户高效完成新国标合规升级,共同推动移动电源行业向更安全、更智能的方向发展。
2026-09-11 09:55 阅读量:461
喜报 | 2026年度“硬核中国芯”大奖,士兰微电子登上领奖台!
  2026年度“硬核中国芯”大奖  9月10日,第八届“硬核中国芯”评选颁奖盛典在深圳隆重举行。士兰微电子凭借PIM模块SSM2R1PB12EZ1BTFM在众多参评企业中脱颖而出,荣获“2026年度硬核功率器件奖”。  本届“硬核芯”评选由半导体与电子信息全产业链新媒体平台芯师爷主办,自2019年创办以来已成功举办七届,是国内兼具创新力与行业影响力的芯片评选活动。本届评选共设4大类28项大奖,采用“电子工程师+专家评审”双审评分制——100余位权威专家评审(权重40%)与超50万名电子工程师在线投票(权重60%)共同打分,累计吸引超630家国产芯片企业同台竞技,权威性与市场认可度兼备。  作为国内领先的IDM半导体企业,士兰微电子在功率半导体领域深耕,已建成覆盖芯片设计、晶圆制造、封装测试的完整产业链。PIM模块SSM2R1PB12EZ1BTFM采用士兰自研GEN IV平面栅SiC芯片,具备优异的杂感和均流设计,在98mm*70mm的体积下可以覆盖250kW功率需求,与同类产品的竞争中具备显著优势,广泛应用于新能源汽车等场景。SSM2R1PB12EZ1BTFM此番从630余家参评企业中突围,靠的正是这种IDM“设计—制造—封测”全链条协同打磨出的产品硬实力。  近年来,士兰微电子持续加大功率器件领域投入:12英寸特色工艺产线加速爬坡,SiC(碳化硅)功率模块在新能源汽车主驱领域实现批量装车,车规级IPM、IGBT产品线持续扩充。此次获奖,既是对士兰微电子技术实力与产品硬核程度的认可,也是行业与市场对“中国芯”替代之路的信心投票。  荣誉是里程碑,更是新起点。士兰微电子将持续聚焦功率半导体、模拟电路、智能传感等核心赛道,以IDM全产业链优势推动国产芯片向高端化、自主化迈进。  关于“硬核芯”评选  “硬核芯”评选由芯师爷携旗下芯师爷、今日芯闻、国产芯片选型指南三大媒体联合发起,累计汇聚超630家半导体原厂、860余款标杆产品,50万+专业电子工程师在线投票。2026年第八届活动升级为“展·论·评·宣”四位一体模式,与IICIE展会深度融合,实现CIOE、ICIE、Elexcon三展联动,预计触达24万+专业观众。
2026-09-11 09:51 阅读量:473
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
TL431ACLPR Texas Instruments
MC33074DR2G onsemi
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
型号 品牌 抢购
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
TPS63050YFFR Texas Instruments
BP3621 ROHM Semiconductor
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
相关百科
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年,现 有超过3500家优质供应商,收录600万种产品型号数据,100 多万种元器件库存可供选购,产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等,为广大客户提供一站式购 销服务。

请输入下方图片中的验证码:

验证码