MOSFET tranzistoriai elektrinių automobilių baterijų valdymo sistemose: pagrindinė funkcionalumas ir parinkimo aspektai

Šiame straipsnyje aprašomos MOSFET tranzistorių taikymo sritys ir parametrų parinkimas BVS sistemose, apimant išankstinio įkrovimo valdymą, baterijų apsaugą bei aukštos dažninio jungimo reikalavimus. Tinka EV OEM gamintojams ir modulių integratoriams.

I. Apžvalga: EV rinkos augimas skatina maitinimo įrenginių inovacijas

Dėl pasaulinės elektromobilių (EV) rinkos spartraus augimo, ypač Kinijoje, Europoje ir Šiaurės Amerikoje, baterijų valdymo sistemos (BMS) tapo kritiniais posistemėmis. Tai keliamas aukštesniems našumo ir patikimumo reikalavimams puslaidininkių maitinimo įrenginiams.

MOSFET tranzistoriai (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) vis dažniau naudojami BMS dėl jų didelio jungimo greičio, žemo RDS(on) ir puikaus šiluminio našumo – tai idealu srovės valdymui, išankstiniam įkrovimui ir baterijų apsaugai.

II. Pagrindiniai MOSFET tranzistorių taikymo atvejai BMS

1. Įkrovimo ir iškrovimo grandinių valdymas

MOSFET tranzistoriai dažnai naudojami kaip pagrindiniai grandinės jungikliai, kad valdytų įkrovimo ir iškrovimo kampus. N-kanalo prietaisai, dėl jų stipraus laidumo, yra idealūs aukštosios ar žemosios pusės konfigūracijoms.

Rekomenduojami modeliai, tokie kaip Infineon IRF1405PBF ir ON Semi NVMFS5C442NL, pasižymi žemu RDS(on) ir automobilių klasei tinkama patikimumo lygiu.

2. Viršįtampės, per didelės srovės ir trumpojo jungimo apsauga

Suderinti su detekcijos mikroschemomis, MOSFET sudaro apsaugines grandines, kurios akimirksniu išsijungia esant nestabilumui, kad būtų išvengta baterijos pažeidimo.

Prietaisai, tokie kaip TI CSD18510KCS ir Vishay Si7336ADP, pasižymi dideliu pramušimo įtampumu ir efektyviu šilumos sklaidymu.

3. Išankstinio įkrovimo grandinės valdymas

Išankstinio įkrovimo grandinės kontroliuoja srovę į didelius kondensatorius, kad būtų išvengta srovės šuolio paleidžiant sistemą. MOSFET užtikrina sklandų ir saugų jungimo kelią.

ST STP75NF75 ir ROHM R6020ENX yra plačiai naudojami dėl jų įtampos atsparumo ir perjungimo charakteristikų.

III. Pagrindiniai parametrai ir atrankos gairės

Parametras	Apibrėžimas	Rekomendacija
VDSS	Drena-šaltinio išlaikomas įtampas	Didesnis nei 1,3 maksimalios sistemos įtampos
Id	Maksimalus dreno srovės stipris	Atitinka faktinę maksimalią veikimo srovę
RDS(on)	Įjungimo varža	Kuo mažesnė, tuo geriau – sumažina energijos suvartojimą ir šilumos generavimą
Qg	Vartelio krūvis	Kuo mažesnis dydis, tuo greitesnis jungimosi greitis ir paprastesnis valdymas
Pakuotė	TO-220, DFN, SOP ir kt.	Derėti erdvės ir šilumos sklaidos išdėstymo parinktį

IV. Atvejo analizė: MOSFET diegimas 400 V EV BMS platformoje

Europos vidutinio dydžio SUV projekte BMS reikalavo MOSFET, gebančio tvarkyti nuolatinę 20 A srovę, užtikrinant tinkamą įtampos atsparumą, terminę stabilumą ir EMC suderinamumą.

Pasirinktas sprendimas – Nexperia PSMN2R8-80BS – siūlė žemą 5 mΩ RDS(on) ir D2PAK korpusą, optimizuotą šilumos sklaidai ir surinkimui.

V. Mūsų vieno stogo MOSFET tiekimo ir paslaugų sprendimas

Turime ir platiname MOSFET gaminius iš šių pirmaujančių prekių ženklų:

● Infineon

● ON Semiconductor

● Texas Instruments (TI)

● STMicroelectronics

● ROHM

● Nexperia

Siūlome:

● Automobilių klasės AEC-Q101 detalės

● Mokėjimai keliose valiutose