比MiniHPD还小！士兰微SDualPAK把两套三相逆变器塞进140×86 mm底板

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（来源：杭州士兰微电子股份有限公司）

传统双电控的集成思路通常从结构入手：缩小低功率侧、合并底板、压缩端子间距。这种方法可以减少外形尺寸，却会挤占内部布线空间。当DBC上的铜路变细、换流回路变长，寄生电感随之上升。SiC器件开关速度较快，原本不算突出的布线差异会被放大为电压尖峰、动态不均流和栅极振荡。

士兰微提出的SDualPAK方案没有继续压缩传统平面布局，而是采用的ZPAK的3D互联封装方案，将P1和P3的相位交错合封起来。前者控制杂感并提升芯片得房率，后者减少两套三相模块之间的重复结构。两种设计共同指向一个目标：在140×86 mm的底板上容纳两套三相逆变器，也就是说其SDualPAK双电控模块总尺寸可以做的小于一个MiniHPD的尺寸！

01.

简单“拼小”为什么会把杂感做大

P1+P3双电控常见的做法是分别为两台电机配置功率模块。士兰微给出的参考方案中，MiniHPD与MiniPACK组合后的底板尺寸约为235×72 mm；如果使用两个ZPAK，总尺寸约为200×70 mm。两种方案都保留了相对独立的三相模块结构，因此底板、封装边界、DC连接和安装空间存在一定重复。

进一步集成时，设计者往往会优先压缩功率较小的P1部分。问题在于，传统模块的DBC既用于放置芯片，也承担桥臂之间的功率布线。封装面积缩小后，芯片仍需占据基本空间，最先被压缩的就是铜路宽度和走线间距。

这会直接改变换流回路的寄生参数。功率器件关断时，杂感会产生附加电压。

SiC器件的(di/dt) 较高，即使寄生电感只增加几个纳亨，也可能产生明显的关断过冲。如果多个芯片并联，走线电感不一致还会导致栅源电压和开关时序出现偏差。一颗芯片先导通，另一颗后导通；关断时又可能出现相反的速度差异。电流分配失衡后，局部芯片会承受更高的电流和温度。

也就是说，P1和P3简单拼成一个模块，为追求体积而压缩P1区域，容易使P1走线变细，最终形成较大的杂感。问题的根源不在于能否把六个半桥放进去，而在于缩小之后如何保留合理的功率回路。

ZPAK的处理方法是把一部分主功率走线从DBC平面转移到封装上方。

在HPD或MiniHPD等常规模块中，DBC既要承载芯片，又要完成DC正负极、上下桥和交流输出之间的连接。芯片周围因此需要预留较大面积用于铜路和端子过渡。士兰微将这种面积称为DBC的“走线占用”。

ZPAK利用内部Clip和外围铜排完成功率连接。电流可以从芯片上方引出，不必全部沿DBC横向绕行。DBC由此腾出更多面积放置芯片，主功率路径也能保持较短、较宽。士兰微给出的比较数据显示，ZPAK的芯片可用面积占DBC面积的比例约为70%，HPD约为40%。其功率密度相较MiniHPD提高约60%，相较HPD提高约65%。

3D走线也为低杂感设计提供了条件。ZPAK的外围母排与内部Clip可以形成叠层结构，使换流电流的去程和回程彼此靠近。两条路径中的电流方向相反，其磁场能够部分抵消，从而降低回路等效电感。

士兰微展示的ZPAK参考系统杂感约为10至12 nH，实测结果为12.3 nH；作为对比，普通TPAK系统的杂感约为22 nH。在其展示的测试条件下，较低杂感可使IGBT动态损耗降低约28%。同时，ZPAK系统的DC铜排尺寸比TPAK方案减少约50%。

这些数据证明了ZPAK平台控制杂感的潜力，但不能直接视为SDualPAK整机的测试结果。双电控方案加入了共母线、电容和更密集的端子结构，最终杂感仍取决于完整系统的连接方式。

02.

P1与P3交错合封，重新组织六个半桥

SDualPAK的第二项关键设计，是按照相位重组P1和P3的六个半桥。

传统双电控通常把P1的三个半桥放在一个三相模块中，再把P3的三个半桥放在另一个模块中。SDualPAK改用三只双半桥模块。每只模块同时容纳P1的一相和P3的一相，排列方式分别为P1-U与P3-U、P1-V与P3-V、P1-W与P3-W。

其“P1&P3交错合封”指的是物理封装和端子排列。与PWM交错控制无关。模块的交流端子依次形成P1-U、P3-U、P1-V、P3-V、P1-W、P3-W，两套三相输出在空间上交替出现。

士兰微给出了两种主要的桥臂分组方式。一种方式让同一套逆变器使用连续分布的三个半桥；另一种方式让P1使用三只模块中的第一半桥，P3使用三只模块中的第二半桥。这种布局减少了两只独立三相模块之间重复的封装边界、安装空间和DC侧结构。SDualPAK底板尺寸由两只ZPAK的200×70 mm缩小到140×86 mm，也小于一只143.5×117 mm的MiniHPD。

“尺寸再减小约40%”需要结合比较口径理解。140 mm相较235 mm确实缩短约40.4%，相较两只ZPAK的200 mm缩短30%。如果按底板面积计算，SDualPAK相较235×72 mm方案缩小约28.8%，相较200×70 mm方案缩小约14%。士兰微并没有给出厚度，因而暂时无法证明模块总体积缩小40%。

SDualPAK的尺寸收益主要来自结构重组，杂感控制则依赖ZPAK的3D走线。交错合封消除重复空间，Clip和叠层母排避免压缩空间后出现细长功率路径。两种设计缺一不可。

03.

模块本体变小后，系统设计成为新的瓶颈

SDualPAK把两套三相逆变器压缩到140×86 mm，但驱动、电容和采样电路不会同步缩小。士兰微在2026xEV论坛演讲中列出了四项系统设计难点。

◎第一项是驱动电路。六个半桥包含12个功率开关位置，需要布置相应的驱动IC和隔离电源。当前ZPAK方案中，每颗芯片及隔离电源约占21×24 mm的板面积。模块缩小之后，驱动板可能比功率模块更难布置，还要满足相间爬电距离和抗干扰要求。

◎第二项是DC-link电容。P1和P3共用直流母线后，电容不能简单按照两套独立逆变器的容值相加。两台电机在不同工况下可能分别处于驱动或发电状态，母线纹波存在叠加或抵消的可能。工程团队需要根据复合工况重新定义纹波电流、容值和热负荷。

◎第三项是六相电流采样。两套三相逆变器需要六路交流电流检测。MLX无磁芯方案单个仍需占用约30 mm板宽，采样结构很可能削弱功率模块带来的尺寸收益。

◎第四项是交流铜排。P1和P3端子按照相位交错排列，必须分别连接到两台电机的三相绕组。士兰微认为可以让一套铜排向上、另一套向下，连接本身并非无法解决，但铜排层叠、绝缘距离和装配工艺仍需与整机结构协同设计。

除此之外，量产项目还要验证两套逆变器之间的热耦合、共母线故障传播、EMC和保护策略。三只双半桥模块共用紧凑底板后，任何一处局部失效都可能影响另一套电机控制，故障隔离的重要性高于两只独立模块方案。

按照士兰微披露的进度，SDualPAK仍处于Pre-A样件开发阶段，面向2027年以后的项目。现有资料能够说明它的结构逻辑，也能证明ZPAK平台具备低杂感能力，但尚不足以判断整套双电控的量产成本与可靠性。

总结.

SDualPAK最值得关注的地方，是它改变了双电控功率级的组织方式。六个半桥不再按两台电机分成两个封装，而是按U、V、W三相重新配对。这样的结构为双电控释放了尺寸空间，ZPAK的3D走线则补上电气性能这一环。下一阶段的竞争不会只发生在功率模块内部，而会转移到驱动、电容、采样和保护系统能否跟上这块140×86 mm的功率核心。