作者：Joanna, Avanti, Qiugang
前言
英飞凌的MOTIX™ MCU(SoC)家族产品集成了驱动电机所有基本模块，包括LDO、MCU、bridge driver、current sense amplifier、CAN/LIN收发器，高压检测等。英飞凌最新第七代车规MOSFET家族则包含了40V、60V、80V、100V、120V、150V等多种封装多种RDSON 的产品，这些产品可以满足几乎所有的小电机应用场景。在过去十多年，MOTIX™ MCU(SoC)家族产品在汽车小电机应用得到广泛应用。
英飞凌推出的全新低成本TLE995x，其bridge driver集成了英飞凌最新的预驱技术，那么如何让bridge driver和 MOSFET更加完美的搭配，本文将带我们一探究竟。
基本介绍
随着汽车工业向电动化、智能化发展，市场对舒适性、噪音控制和动态响应性能提出了更高要求。小型无刷电机（BLDC）正顺应这一趋势，因其低噪音、高效率、快速动态响应的特点，成为实现舒适与节能兼备的理想选择。为适配小型化电机控制器的方案需求，推荐采用 一颗 SoC MOTIX™ TLE9954+3 颗双 die MOSFET +一颗防反接MOSFET IAUZN04S7N032，为客户提供高性价比的完整解决方案。其方案示意图如下所示。
而上述方案中的双die mosfet可以根据不同的应用场景进行选择，包括Dual-SSO8和SSO8 Half bridge（HB-SSO8） 2种封装，如下表。
Dual-SSO8 产品组合
HB-SSO8 p产品组合
这两种封装的MOSFET 各有各自的特点和优势，Dual-SSO8 DC电流能力可达60A，而HB-SSO8封装DC 电流能力最高可达100A。另外，HB-SSO8封装在器件内部把上管的Source（源极）和下管的Drain（漏极）连接在一起，直接构成一个半桥结构，省去了PCB外部走线连接，使得整体布局更加紧凑成为可能。因此，在一些对PCB空间要求较高的场合，HB-SSO8封装是更好的选择；在PCB空间相对宽裕的情况下，Dual-SSO8则提供了更高的性价比选择。下图直观展示了Dual-SSO8配置成半桥结构和HB-SSO8的区别。
为什么推荐上述整体解决方案
在电机控制过程中，电流有时从控制器流向电机，有时反向。那么在死区时间内，高边和低边的MOS都没有开启，此时电流方向如下图1所示。如果电流流向控制器(电机)，那么只能通过高边(低边)MOS的体二极管流向电源(大地)。此时，我们称高边(低边)为free wheeling MOS，对应的另一侧低边(高边)为active MOS。预区内部是通过SH的电压来判断当前是否为续流管。
如何在实验室对该方案进行测试和优化
我们这次测试的板子使用的是IAUCN04S7N040H，接下来我们会测一下整体开关波形以及怎么优化。
首先，我们看下默认的软件配置
上面这些参数所代表的意义如下图
以下第一张图所示是实测的默认设置下的MOS开关波形。
通道1是GL，通道2是SH，通道3是GH。从实测波形可以看出LS 开启时间大约200ns,展开波形可以看到下管在进入到米勒平台的时刻，上管GS会3V 左右的小尖峰。
默认配置下MOS开关波形
正常打开波形
续流的开关波形
下图是内部SH时间测量功能
实际读出来的时间
相关测试代码如下
总体策略就是：用户设定一个 目标MOSFET 开关时间，由于软件一开始设置的是最大电流，会小于用户设定的目标时间。然后随着开关中间的测量，取得一组合适的参数来开关MOSFET 达到设定时间。下面有三组实验数据以及相关波形。
一共设置三组
第一组 8*25ns =200ns
第二组 12*25ns =300ns
代码可以参考如下截图：
如下图波形，可以明显看到上管GS 的尖峰电压降低到1.6V 左右，因此使用者可以通过改变Ton来快速降低GS的尖峰电压。
第三组16*25ns =400ns
代码可以参考如下截图：
如下图波形，可以明显看到上管GS 的尖峰电压 降低到1.2V 左右，因此使用者可以通过改变Ton来快速降低GS的尖峰电压。
总结
通过调节开通关断的时间，确实非常有效地降低寄生的电压，但是随着米勒平台时间的加长，系统的开关的损耗也会变高，因此设计者在调节时间的同时也要考虑系统的损耗，做到两者的平衡。
综上，由于最新低成本主控芯片TLE9954最新的电流控制技术，以及英飞凌极具性价比得第七代mosfet，使得小电机控制成为很有竞争力的方案。
文章来源：英飞凌