MOSFET-ek elektromos járművek akkumulátorkezelő rendszereiben: alapvető funkciók és kiválasztási szempontok

Ez a cikk bemutatja a MOSFET-ek alkalmazási területeit és paraméterválasztását BMS rendszerekben, előtöltéses vezérlést, akkumulátorvédelmet és nagyfrekvenciás kapcsolási igényeket is beleértve. Elektromos járműgyártóknak (EV OEM-eknek) és modulintegrátoroknak ajánlott.

I. Háttér: Az elektromos járművek növekedése hajtja a teljesítményeszközök innovációját

A globális elektromos jármű (EV) piac gyors növekedésével, különösen Kínában, Európában és Észak-Amerikában, az akkumulátorkezelő rendszerek (BMS) kritikus alrendszerekké váltak. Ez magasabb teljesítményre és megbízhatóságra vonatkozó követelményeket támaszt a teljesítményfélvezető eszközökkel szemben.

A MOSFET-ek (fém-oxid-félvezető tirisztorok) egyre gyakrabban használatosak a BMS rendszerekben magas kapcsolási sebességük, alacsony RDS(on) értékük és kiváló hőteljesítményük miatt – ideálisak az áramszabályozásra, előtöltésre és akkumulátorvédelemre.

II. A MOSFET-ek főbb alkalmazási területei a BMS-ben

1. Töltési és kisütési útvonal szabályozása

A MOSFET-eket gyakran használják főkapcsolóként a töltési és kisütési utak kezelésére. Az N-csatornás eszközök erős vezetőképességükkel ideálisak magas oldali vagy alacsony oldali konfigurációkhoz.

Az Infineon IRF1405PBF és az ON Semi NVMFS5C442NL ajánlott modellek alacsony RDS(on) értékkel és autóipari minősítésű megbízhatósággal rendelkeznek.

2. Túlfeszültség, túláram és rövidzárlat védelem

Érzékelő IC-kkel párosítva a MOSFET-ek olyan védőköröket alkotnak, amelyek azonnal leállítják a rendszert rendellenes állapotok esetén, megelőzve az akkumulátor sérülését.

Az olyan eszközök, mint a TI CSD18510KCS és a Vishay Si7336ADP, erős átütési feszültséggel és hatékony hőelvezetéssel rendelkeznek.

3. Előtöltési kör szabályozása

Az előtöltő áramkörök szabályozzák a nagy kapacitású kondenzátorokba folyó áramot, hogy elkerüljék az indításkor fellépő túláramot. A MOSFET-ek sima és biztonságos kapcsolási utat biztosítanak.

A ST STP75NF75-ös és a ROHM R6020ENX típusa széles körben elterjedt a feszültségtűrésük és kapcsolási teljesítményük miatt.

III. Fő paraméterek és kiválasztási irányelvek

Paraméter	A meghatározás	Ajánlás
VDSS	Drén-forrás közötti elviselhető feszültség	Legalább 1,3-szor magasabb, mint a maximális rendszerfeszültség
ID	Maximális drénáram	Kielégíti a tényleges maximális üzemi áramot
RDS(on)	Ellenállás	Minél alacsonyabb, annál jobb, csökkenti az energiafogyasztást és a hőtermelést
Qg	Kapu díj	A kisebb méretű eszközök gyorsabb kapcsolási sebességgel és egyszerűbb vezérléssel rendelkeznek.
Csomagolás	TO-220, DFN, SOP, stb.	Térbeli elrendezés és hőelvezetés kiválasztása

IV. Esettanulmány: MOSFET alkalmazása egy 400 V-os EV-BMS platformon

Egy európai középméretű terepjáró projektben a BMS olyan MOSFET-et igényelt, amely folyamatosan 20 A-es áramot képes elviselni, miközben biztosítja a megfelelő feszültségtűrést, hőmérsékleti stabilitást és az EMC-szabványok betartását.

A választott megoldás – a Nexperia PSMN2R8-80BS – alacsony, mindössze 5 mΩ-os RDS(on) értékkel és D2PAK tokozással rendelkezett, így optimális hőelvezetést és könnyű szerelhetőséget biztosított.

V. Komplett MOSFET beszerzési és szolgáltatási csomagunk

A következő elsőrangú gyártók MOSFETjeit raktározzuk és értékesítjük:

● Infineon

● ON Semiconductor

● Texas Instruments (TI)

● STMicroelectronics

● ROHM

● Nexperia

Ajánlunk:

● Automotív minőségű AEC-Q101 alkatrészek

● Többpénznemű fizetés

● Teljes BOM-egyeztetés