STMicroelectronics PWD5T60三相高密度功率驱动器具有集成栅极驱动器和六个N沟道功率MOSFET。STMicroelectronics PWD5T60驱动器非常适合用于风扇、泵和小家电等电机驱动应用。该驱动器的MOSFET具有1.38Ω RDS(on) 和500V阻断电压。该器件的高集成度可在较小的占位面积中实现高效负载驱动，非常适合用于空间受限的设置。

数据手册：*附件：STMicroelectronics PWD5T60三相高密度功率驱动器数据手册.pdf

该驱动器具有用于每路输出的专用输入引脚、关断引脚以及低至3.3V的CMOS/TTL兼容逻辑输入，可确保轻松连接。低侧和高侧部分之间的匹配延迟支持无失真高频工作。通过联锁和死区功能以及高级保护功能（如过载和过流的智能关断）确保稳健性。两侧UVLO保护可防止低效率或危险条件，确保故障安全运行。集成式自举二极管及其他特性简化了PCB布局并降低了整体成本。该驱动器采用紧凑型VFQFPN 12mm x 12mm x 0.95mm封装。

特性

• 功率驱动器集成了栅极驱动器和高压功率MOSFET，RDS(on) = 1.38Ω
• BVDSS = 500V
• 宽输入电源电压范围：9V至20V
• 集成式零压降自举二极管
• 用于快速过流保护的比较器，具有智能关断功能
• 过温保护
• 3.3V、5V TTL/CMOS输入，带迟滞
• 所有通道均有相配的传播延迟
• 低侧和高侧UVLO功能
• 联锁和死区时间功能
• 专用启用引脚
• 超紧凑、简化的布局

框图

STMicroelectronics PWD5T60三相高密度功率驱动器深度解析与技术应用指南

一、器件核心特性与创新设计

STMicroelectronics推出的PWD5T60是一款高度集成的三相高密度功率驱动器，专为电机驱动应用优化设计。该器件采用创新的VFPQFN 12x12x0.95 mm封装，在极小空间内集成了栅极驱动器和六个N沟道功率MOSFET，构成完整的三相全桥拓扑结构。

‌关键参数亮点‌：

• ‌功率MOSFET特性‌：RDS(on)仅1.38Ω（典型值），阻断电压BVDSS达500V
• ‌宽电压输入‌：9V至20V工作范围，兼容多种控制系统
• ‌智能保护机制‌：集成Smart ShutDown功能，响应时间<500ns
• ‌热性能‌：结-底壳热阻Rth(J-CB)低至0.32°C/W
• ‌开关性能‌：匹配传播延迟，支持高达30kHz开关频率

该器件特别适用于空间受限应用，如冰箱压缩机、工业风扇和泵等家电及工业设备，能显著减少PCB面积和BOM成本。

二、架构设计与功能模块解析

2.1 集成化功率级架构

PWD5T60采用三层级结构设计：

1. ‌控制接口层‌：3.3V/5V TTL/CMOS兼容输入，含EN使能引脚和HIN/LIN逻辑输入
2. ‌驱动中间层‌：集成互锁和死区功能（典型死区时间300ns），防止直通现象
3. ‌功率输出层‌：六个500V MOSFET组成三相桥臂，每相RDS(on)匹配度达±5%

2.2 关键保护电路

‌双UVLO保护系统‌：

• VCC UVLO：开启阈值9.2V（典型），关断阈值8.7V，滞后500mV
• VBO UVLO：各相独立检测，阈值与VCC相同但参考浮动地

‌SmartSD保护机制‌工作流程：

1. 比较器检测CIN引脚电压超过内部480mV基准
2. 触发后立即关闭所有MOSFET（典型延迟840ns）
3. FAULT引脚拉低报警，OD引脚开始外部电容放电
4. 故障清除后按COD设置的时间自动恢复

‌热保护‌：结温超过135°C（典型）时触发关断，滞后20°C恢复。

三、典型应用设计要点

3.1 三相逆变器设计示例

以单分流电流检测方案为例（参见手册图15）：

1. ‌** bootstrap电路设计**‌：
   • 每相需10μF/25V陶瓷电容（CBOOT1-3）
   • 利用集成零压降二极管，省去外部肖特基二极管
2. ‌电流检测‌：
   • 在PGND路径放置5mΩ/1W分流电阻
   • CIN引脚需加RC滤波（典型值1kΩ+100nF）
3. ‌** PCB布局建议**‌：
   • 功率回路面积最小化（<1cm²）
   • EPAD需焊接至4层PCB的内层铜箔
   • 栅极走线远离高dv/dt节点

3.2 参数选型计算

‌散热设计公式‌：
TJmax = TA + (Rth(J-CB) + Rth(CB-A)) × PTOT
其中PTOT = 6×(ID²×RDS(on)×D) + (Eon+Eoff)×fSW

‌示例计算‌（条件：ID=1.5A, D=0.5, fSW=10kHz）：
PTOT ≈ 6×(1.5²×1.38×0.5) + (75+8)×10⁻³×10⁴ ≈ 9.3W + 0.83W = 10.13W

四、性能优化与故障排查

4.1 开关损耗控制

通过手册图3定义的时序参数优化：

• 开通损耗Eon主要受tC(ON)（典型150ns）影响
• 关断损耗Eoff与tC(OFF)（典型40ns）相关
  建议措施：
• 栅极电阻取值2-10Ω平衡开关速度与EMI
• 高边开关使用负压关断（VBO-5V）可减少Qrr影响

4.2 常见问题解决方案

故障现象	可能原因	排查方法
异常发热	死区不足	示波器检测OUTx波形重叠
误保护触发	CIN噪声	增加0.1μF去耦电容
高边不工作	VBO不足	检查bootstrap电容充放电回路
FAULT常低	热过载	红外测温确认结温

五、前沿应用展望

随着电机驱动向高频化、集成化发展，PWD5T60的以下特性将更具价值：

1. ‌高频应用‌：匹配延迟设计（MDT<50ns）支持BLDC电机高频PWM控制
2. ‌IoT集成‌：3.3V逻辑兼容可直接连接微控制器
3. ‌预测性维护‌：通过FAULT引脚状态监测器件健康度