IMWTEK

IMWTEK UD1206QM과 도시바 SSM6K513의 순간적 전류 탑재 능력 대결

1. 응용 장면과 기술 도전

무인 전기 조절 (ESC, Electronic Speed Controller) 은 높은 동적 부하와 극한 환경을 동시에 견딜 수있는 밀리초 수준에서 비행 제어 명령에 응답해야하는 동력 시스템의 핵심입니다.다회전익 무인기가 경량화와 고기동성으로 발전함에 따라 전기조절설계는 다음과 같은 3대 도전에 직면했다.

무게 제한: 그램당 무게는 항속 시간에 영향을 미치며, 기존 TO-252 패키지 MOSFET는 PCB 면적에서 너무 크다.

순식간 전류 충격: 모터가 급가속할 때 전류는 정격치의 5배에 달한다 (예를 들어 30A 지속 전류는 150A 펄스에 대응한다).

환경 내구성: 고공 저온(-20°C), 진동(20G), 분진 등 가혹한 조건은 부품의 높은 신뢰성을 요구한다.

QFN (Quad Flat No-lead) 패키지는 초소형 크기 (3 × 3mm) 와 하단 용접판의 열 방출 능력으로 경량화 전기 조정의 선호 방안이 되었다.

2. 제품 비교: IMWTEK UD1206QM vs. 도시바 SSM6K513

매개변수 IMWTEK UD1206QM 도시바 SSM6K513 이점 분석

패키지 QFN 3 × 3mm WSON 3 × 3mm 핀 호환, 직접 대체

전압 등급 60V 60V 4S-6S 리튬 전기(14.8V-22.2V)

RDS(on) @10V 1.2m 1.5m 패스스루 손실 20% 감소

Qg(total) 18nC 22nC 드라이브 손실 18% 감소

열 저항 R × JA 50 ° C/W 60 ° C/W 동일 전력 소비량에서 결온 10-12 ° C 낮음

펄스 전류 IDM 300A(10μs) 250A 충격 저항력 20% 향상

3. 실전 테스트: 무인기 전조 동적 부하 검증

테스트 플랫폼:

모터 모델: T-Motor MN5208 340KV(6S 리튬 전기, 최대 12kg)

비행 제어 신호: PWM 주파수 32kHz, 데드 타임 200ns

환경 조건: 저온 상자 시뮬레이션-20°C, 진동대 20G 무작위 진동

테스트 항목:

순식간 응답: 액셀러레이터가 10% 에서 90% 로 급격히 증가할 때의 전류 상승 시간과 전압 벨.

온도 상승 및 효율: 온로드 10분 후 MOSFET 결온 및 시스템 효율.

내진동 테스트: 2시간 동안 지속적으로 진동한 용접점의 신뢰성.

테스트 결과:

순간적 응답:

IMWTEK UD1206QM：전류 상승 시간은 1.2μs (도시바 시나리오 1.5μs), 전압 과충은 8V (경품 12V) 에 불과하다.

핵심 파형 (그림 1): IMWTEK의 VDS 진동 폭이 33% 감소한 것은 QFN 패키징 기생 전기 감각 (<5nH) 이 WSON보다 20% 낮기 때문이다.

온도 상승 및 효율성:

IMWTEK UD1206QM：결온은 78 ° C (도시바 시나리오는 92 ° C), 시스템 피크 효율은 96.3% (경쟁 제품 94.8%) 이다.

열화상도 (그림 2): 도시바 프로젝트의 열은 핀 가장자리에 집중되어 있으며 IMWTEK는 하단 용접판을 통해 균일하게 열을 방출합니다.

내진동 테스트:

IMWTEK UD1206QM：진동 후 RDS(on) 드리프트 <1%, 용접점에 균열이 없음(X선 검출은 그림 3 참조).

도시바 시나리오: 2 개의 샘플에 핀 용접이 발생하여 RDS (on) 가 5% 증가했습니다.

4. 설계 건의: QFN이 전조에 패키지된 최적화 실천

PCB 레이아웃 최적화:

QFN 하단 용접판을 내부 구리 평면(2oz 두께)에 연결하는 4층 플레이트 설계로 열 저항을 40°C/W까지 낮출 수 있다.

대칭식 레이아웃 (그림 4): 6개의 MOSFET가 MCU를 둘러싸고 고리형으로 배열되어 구동 신호의 전파 지연 차이를 줄인다.

구동 회로 설계:

듀얼 게이트 저항(상단 4.7º, 하단 2.2º)을 사용하여 스위치 시간을 80ns 이내로 제어하여 사구가 관통하지 않도록 한다.

RC 흡수 회로(10º+220pF)를 추가하여 VDS 스파이크를 15% 이하로 억제합니다.

환경 보호:

QFN 용접판 주위에 폴리우레탄 삼방페인트를 코팅하여 습기와 응축수로 인한 합선을 방지한다.

IPC-9701 기계적 충격 테스트를 통과하여 하단 필러 접착제(Underfill)로 용접점을 보강합니다.

5. 원가와 신뢰성 분석

BOM 비용:

단일 UD1206QM 가격은 도시바 SSM6K513보다 7% 저렴하며 효율 향상으로 방열 슬라이스 수를 줄일 수 있다.

연간 약 * * $25000 * * 의 절감액은 10 만 대 전기 조정 규모로 계산됩니다.

신뢰성 검증:

온도 순환 테스트:-40 ° C에서 125 ° C로 1000 회 순환하고 용접점 절단력은 > 5kgf (도시바 방안은 4.2kgf로 하락) 를 유지한다.

소금 안개 테스트: 48 시간 5% NaCl 스프레이를 통해 부식으로 인한 개로 실효가 없습니다.

6. 업계 추세와 경쟁 전략

FPV 스피드 드론이 추중비를 극도로 추구함에 따라 모터 MOSFET는 3×3mm 패키지 내에서 RDS(on)<1m구현이 필요하다. IMWTEK UD1206QM은 구리 클립 바인딩(Clip Bond)과 첨단 웨이퍼 슬림 감소 공정을 통해 DJI, Holybro 등 헤드 메이커의 공급망에 진입했다.