思瑞浦发布国产首款大功率单die高边开关TPW4020DQ

近日，思瑞浦推出了一款专为车身电控设计的高端双通道智能高边开关TPW4020DQ，以满足市场对高性能、高可靠性及智能化的需求。

据思瑞浦介绍，TPW4020DQ是国内首款大功率单die高边开关，采用了创新的VDMOS+BCD集成工艺平台，具备更全面的保护功能。相比传统方案中控制芯片与功率MOS芯片分开制造并通过打线互联的方式，单die集成方案显著减少了寄生参数的影响，提升了高频和大电流下的性能表现。

TPW4020DQ的核心优势在于其卓越的技术参数和可靠性。产品将单通道导通阻抗降至20mΩ（常温25°C），极大降低了导通损耗和发热问题。同时，其优化的芯片布局和散热设计为集成高精度监控电路提供了空间。此外，TPW4020DQ支持车载12V供电应用，每通道可持续输出5A电流，瞬态输出能力高达50A，能够应对电机启动等场景中的浪涌电流。

在保护功能方面，TPW4020DQ集成了多种机制，包括过流/短路限流、绝对过热与热梯度保护、电源/地反接保护、丢地/丢电源保护以及过压/欠压保护等。这些功能使其在复杂的工作环境中表现出色，能够有效防止故障扩大并保障系统安全。

图1、TPW4020DQ系统内部框图

TPW4020DQ的工作电压范围为4-28V，支持实时负载电流监控（在2A以上负载电流时，精度达到±4%），并具备多种电压钳位保护机制。其Latch保护机制和Fault Retry机制相结合，既能彻底关断严重故障通道，又能支持大电容负载的上电过程，避免因Latch保护机制导致上电失败。

在可靠性测试方面，TPW4020DQ通过了ISO 7637-2、ISO 16750-2标准车规波形测试，以及AEC-Q100-012重复短路可靠性测试。在输出负载为0uH/5uH电感的循环短路测试中，经过超过100万次的测试后，芯片仍能保持正常功能。

表1、TPW4020DQ主要指标对比

TPW4020DQ的应用场景广泛，涵盖了新能源汽车热管理与底盘控制、智能配电、工业伺服驱动与机器人关节控制，以及高端电源与能源基础设施等领域。其高精度电流监控功能可实时反馈负载工作状态，帮助实现更细腻的负载控制。

图2、TPW4020DQ典型应用框图

在实际测试中，TPW4020DQ展现了强大的抗短路能力。例如，在带4.7uH电感的hard short短路测试中，其限流保护机制可将电流峰值控制在73A，并通过温度梯度保护机制快速关闭功率开关，确保系统安全。

图3、输出带4.7uH hard short短路测试

此外，TPW4020DQ的故障Retry机制使其能够支持更大电容负载的正常上电。测试结果显示，其在带4.7mF电容的上电过程中表现优异，而国外竞品在相同条件下则未能顺利完成上电。

图4、TPW4020DQ输出带4.7mF电容上电

图5、友商A输出带4.7mF电容上电

思瑞浦表示，未来将继续围绕系统级解决方案拓展产品组合，并推出更多支持多通道和SPI通信接口的高边驱动芯片，进一步满足市场需求。目前，思瑞浦已推出多款车规级高边驱动芯片，包括TPS42Q20xQ、TPS42S40xQ和TPW20400xQ等系列产品。