MOSFET-ovi u sistemima za upravljanje baterijama električnih vozila: Osnovne funkcionalnosti i smernice za izbor

Ovaj članak opisuje scenarije primene i izbor parametara MOSFET-ova u BMS sistemima, uključujući kontrolu prethodnog punjenja, zaštitu baterije i zahteve za visokofrekventnim preklopkama. Namenski je prilagođen proizvođačima električnih vozila (EV OEM) i integratorima modula.

I. Pozadina: Rast EV tržišta potiče inovacije u snabdevanju uređajima

Zbog brzog rasta globalnog tržišta električnih vozila (EV), posebno u Kini, Evropi i Severnoj Americi, sistemi za upravljanje baterijama (BMS) postali su ključni podsistemi. To nameće više standarde u pogledu performansi i pouzdanosti za poluprovodničke uređaje za napajanje.

MOSFET-ovi (Metal-Oxid-Poluvezni tranzistori sa efektom polja) sve više se koriste u BMS-u zbog visoke brzine prebacivanja, niskog RDS(on) i odličnih termalnih karakteristika – idealni su za kontrolu struje, predpunjenje i zaštitu baterije.

II. Ključne primene MOSFET-ova u BMS-u

1. Kontrola putanje punjenja i pražnjenja

MOSFET-ovi se često koriste kao glavni prekidači u kolu za upravljanje putevima punjenja i pražnjenja. Uređaji N-kanala, zbog svoje jakе provodne sposobnosti, idealni su za konfiguracije na visokoj ili niskoj strani.

Preporučeni modeli poput Infineon IRF1405PBF i ON Semi NVMFS5C442NL nude nizak RDS(on) i pouzdanost za automobilsku klasu.

2. Zaštita od prenapona, prekomerne struje i kratkog spoja

U kombinaciji sa detekcionim integrisanim kolima, MOSFET-ovi formiraju zaštitna kola koja se trenutno isključuju u slučaju nepravilnosti kako bi se sprečilo oštećenje baterije.

Uređaji poput TI CSD18510KCS i Vishay Si7336ADP karakterišu se visokim naponom proboja i efikasnim rasipanjem toplote.

3. Upravljanje kola za predpunjenje

Kola za predpunjenje kontrolišu struju ka velikim kondenzatorima kako bi se izbegla struja udara prilikom pokretanja. MOSFET-ovi obezbeđuju glatke i sigurne prekidačke puteve.

ST-ovi STP75NF75 i ROHM-ovi R6020ENX široko su prihvaćeni zbog otpornosti na napon i performansi prebacivanja.

III. Ključni parametri i smernice za izbor

Parametar	Definicija	Препорука
VDSS	Napon izdržavanja između odvoda i izvora	Viši od 1,3 puta maksimalnog napona sistema
ИД	Maksimalna struja odvoda	Zadovoljava stvarnu maksimalnu radnu struju
RDS(on)	On-otpornost	Što je niža to bolje, smanjuje potrošnju energije i generisanje toplote
Qg	= 25V,	Manja veličina omogućava bržu brzinu prebacivanja i jednostavniju kontrolu.
Pakovanje	TO-220, DFN, SOP, itd.	Kombinujte izbor prostora i rasporeda za odvođenje toplote

IV. Studija slučaja: Ugradnja MOSFET-a na 400V EV BMS platformi

У пројекту европског СУВ-а средње величине, систем за управљање батеријама (BMS) захтевао је MOSFET који може да поднесе сталну струју од 20A, осигуравајући адекватну отпорност напона, термалну стабилност и усклађеност са EMC стандардима.

Одабрано решење — Nexperin PSMN2R8-80BS — нудио је ниску вредност RDS(on) од 5mΩ и D2PAK паковање за оптимизовано расипање топлоте и лаку монтажу.

V. Наши једнокорачне понуде MOSFET компоненти и услуге

Држимо на стању и дистрибуирамо MOSFET компоненте следећих водећих произвођача:

● Infineon

● ON Semiconductor

● Texas Instruments (TI)

● STMicroelectronics

● ROHM

● Nexperia

Ponuditi:

● Delovi za automobilsku klasu AEC-Q101

● Plaćanje u više valuta