V/I和I/V转换另一个优点是允许负VS电压不再受电路阈值电压支配。由于其独特拓扑，飞兆半导体HVIC展示了出色噪声免疫能力，能够耐受高达50V/ns高dv/dt噪声，并且扩展负电压运作范围，在VBS=15V左右达到VS=-10V。
LVIC负责所有保护功能及其向微控制器反馈。它保护电路检测控制电源电压、LVIC温度以及带外部并联电阻IGBT集电极电流，并在错误状态中断IGBT操作。有关保护应该不受温度和电源电压影响。例如在表1中给出了LVIC中过电流保护探测电平。
表1. LVIC (典型值0.5V) 过电流探测电平
错误信号用于通知系统控制器保护功能是否已经激活。错误信号输出是在低电平有效集电极开路配置。它一般通过上拉电阻被拉升至3.3V到15V。当错误发生时，错误线拉低，低边IGBT所有栅极被中断。如果错误是过电流引起，输出则出现一个脉冲，然后自动复位。首选低信号持续时间取决于它应用。例如，对于家电首选几毫秒，但是在工业应用中首选一至两倍IGBT开关频率。SPMLVIC提供外部电容，并根据各种要求设定该持续时间。
自举二极管
除了基本三相逆变器拓扑，更多集成是半导体公司面临挑战之一。约束不是技术问题，受限是成本和封装尺寸。从这一点来看，自举二极管似乎成为集成合适器件。实际上，市场上已出现了数种内置自举二极管产品，但是从技术角度来看，其方式略有不同。其中之一是使用HVIC上高压结终止区域作为自举二极管。其应用局限于额定值在100W以下低功率应用，因为这种方式具有较大正向压降和较差动态特性。功率在400W左右时，采用分立FRD作为自举二极管，但是由于其封装尺寸有限，没有串联电阻(RBS)，因此需要对大充电流进行特殊处理，尤其在初始充电期间。在高于400W应用中，最常见应用是将分立FRD和分立电阻进行组合。这种方式唯一缺点是占用空间较大和相应成本增高。
在SPM开发中，采用了新设计自举二极管，其设计目标是减小芯片尺寸和获得适中正向压降，以得到20Ω串联电阻等效作用。如图4所示，其压降特性等同于串联电阻和普通FRD。借助于这种特殊自举二极管优点，能够实现更多集成同时保持最低成本。
图4. 内置自举二极管正向压降
封装
开发SPM封装主要因素是改善性价比，同时提升热循环和功率循环等封装可靠性。因此，以往用于IC和LSI产品转模封装技术被用于功率模块。与具有塑料或环氧树脂外壳普通功率模块相比，SPM具有相对简单结构：功率芯片和IC安装在铜引线框架上，基底材料与框架连接，最后在环氧树脂中模塑成型。
在封装设计中散热是重要问题，因为它决定了模块功率容量限制，且与隔离特性有着很大折衷平衡关系。转模封装SPM系列根据功率额定值和应用，采用几种隔离基底，如表2所示。
表2. SPM系列封装基底
借助现有可变形基底优点，可在Mini-DIP SPM封装中实现600V 3A到30A功率额定值，同时保持PCB管脚布局和价格竞争力，如图5所示。
图5. 不同电流额定值下SPM产品系列结和外壳之间热阻
除了更高可靠性和热性能之外，制定模式灵活性是DBC(直接相连铜)基底另一个优点。这样可以针对多种应用提供派生产品，比如功率因数校正、开关磁阻电机等，在此只需改变DBC，而其它封装要素保持不变。
DBC大批量生产还存在几个有待解决技术问题，采用丝网印刷、多芯片安装技术以及传送带回流焊和助焊剂清理工艺，开发DBC基底和引线框架多芯片安装和连接技术。通过回流焊温度曲线调整，获得接近零焊接空洞，增加熔解区域之间温度斜坡，优化焊料和丝网印刷掩模设计。通过模拟和实验方法，调适封装热翘曲以优化DBC基底铜层厚度。
结论
受到成本因素约束，SPM设计所需综合技术包括功率器件、驱动器IC、封装以及系统优化。对于实际批量生产，组装和测试也是非常重要。目前，SPM已将自身定位于最强大低功率电机驱动逆变器解决方案，而其发展将会越来越快。
