전기차 배터리 관리 시스템(BMS)에서의 MOSFET: 핵심 기능 및 선택 가이드

본 문서는 BMS 시스템 내 MOSFET의 적용 사례와 파라미터 선택에 대해 설명하며, 프리차지 제어, 배터리 보호, 고주파 스위칭 요구사항을 다룹니다. 전기차 OEM 및 모듈 통합 업체에게 적합합니다.

I. 배경: 전기차 성장이 전력 소자 혁신을 촉진

중국, 유럽, 북미를 중심으로 글로벌 전기차(EV) 시장이 급속도로 성장함에 따라 배터리 관리 시스템(BMS)은 핵심 하위 시스템으로 부상하고 있습니다. 이는 전력 반도체 소자에 대한 성능과 신뢰성 요구 기준을 더욱 높이고 있습니다.

MOSFET(금속 산화막 반도체 장효과 트랜지스터)는 높은 스위칭 속도, 낮은 RDS(on), 우수한 열 성능 덕분에 전류 제어, 프리차징, 배터리 보호에 적합하여 BMS에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

II. BMS에서의 MOSFET 주요 적용 분야

1. 충전 및 방전 경로 제어

MOSFET는 충전 및 방전 경로를 제어하기 위한 주 회로 스위치로 일반적으로 사용됩니다. N채널 소자는 우수한 도통 성능 덕분에 하이사이드 또는 로우사이드 구성에 이상적입니다.

Infineon IRF1405PBF 및 ON Semi NVMFS5C442NL과 같은 권장 모델은 낮은 RDS(on) 특성과 자동차 등급의 신뢰성을 제공합니다.

2. 과전압, 과전류 및 단락 보호

감지 IC와 함께 사용하면 MOSFET은 비정상 상태 발생 시 즉시 차단하여 배터리 손상을 방지하는 보호 회로를 형성합니다.

TI CSD18510KCS 및 Vishay Si7336ADP와 같은 소자는 높은 파손 전압과 효과적인 열 분산 성능을 제공합니다.

3. 프리차지 회로 제어

프리차지 회로는 대용량 커패시터로 흐르는 전류를 제어하여 가동 시 돌입 전류를 방지합니다. MOSFET은 부드럽고 안전한 스위칭 경로를 제공합니다.

ST의 STP75NF75 및 ROHM의 R6020ENX는 전압 내성과 스위칭 성능으로 인해 널리 채택되고 있습니다.

III. 주요 파라미터 및 선택 가이드라인