Elektrikli Araç Pil Yönetim Sistemlerinde MOSFET'ler: Temel İşlevsellik ve Seçim İçgörüsü

Bu makale, BMS sistemlerinde MOSFET'lerin uygulama senaryolarını ve parametre seçimini, ön şarj kontrolü, pil koruması ve yüksek frekanslı anahtarlama gereksinimlerini kapsayacak şekilde açıklamaktadır. EV üreticileri ve modül entegratörleri için uygundur.

I. Arka Plan: Elektrikli Araçlarda Büyüme, Güç Cihazı Yeniliklerini Tetikliyor

Çin, Avrupa ve Kuzey Amerika'da küresel elektrikli araç (EV) pazarının hızlı büyümesiyle birlikte Batarya Yönetim Sistemleri (BMS), kritik alt sistemler haline gelmiştir. Bu durum, güç yarı iletken cihazları için daha yüksek performans ve güvenilirlik standartlarını zorunlu kılmaktadır.

MOSFET'ler (Metal-Oksit-Yarıiletken Alan Etkili Transistörler), yüksek anahtarlama hızları, düşük RDS(on) değerleri ve mükemmel termal performansları nedeniyle akım kontrolü, ön şarj ve pil koruma uygulamalarında BMS içinde giderek daha fazla kullanılmaktadır.

II. BMS'de MOSFET'lerin Temel Uygulamaları

1. Şarj ve Deşarj Yolu Kontrolü

MOSFET'ler, şarj ve deşarj yollarını yönetmek için ana devre anahtarları olarak yaygın olarak kullanılır. Güçlü iletim kapasitesine sahip N-kanallı cihazlar, yüksek taraf veya alçak taraf konfigürasyonları için idealdir.

Infineon IRF1405PBF ve ON Semi NVMFS5C442NL gibi önerilen modeller düşük RDS(on) ve otomotiv sınıfı güvenilirlik sunar.

2. Aşırı Gerilim, Aşırı Akım ve Kısa Devre Koruması

Tespit IC'leriyle birlikte kullanılan MOSFET'ler, batarya hasarını önlemek için anormal durumlarda hemen kapanan koruyucu devreler oluşturur.

TI CSD18510KCS ve Vishay Si7336ADP gibi cihazlar güçlü kırılma gerilimi ve etkili termal dağıtım sağlar.

3. Ön Şarj Devresi Kontrolü

Ön şarj devreleri, büyük kapasitörlere başlangıç sırasında ani akımı önlemek için akımı kontrol eder. MOSFET'ler yumuşak ve güvenli anahtarlama yolları sunar.

ST’nin STP75NF75 ve ROHM’un R6020ENX modelleri, gerilim toleransı ve anahtarlama performansı nedeniyle yaygın olarak benimsenmiştir.

III. Temel Parametreler ve Seçim Kılavuzu

Parametre	Tanımlama	Tavsiye
VDSS	Drain-source dayanma voltajı	Maksimum sistem voltajının 1,3 katından daha yüksek
Kimlik	Maksimum drain akımı	Gerçek maksimum çalışma akımını karşılamalıdır
RDS(on)	Açık Direnç	Daha düşük olması daha iyidir, güç tüketimini ve ısı üretimini azaltır
Genel Merkezi	Geçit Ücreti	Daha küçük boyut, daha hızlı anahtarlama hızı ve daha basit kontrol anlamına gelir.
Paketleme	TO-220, DFN, SOP, vb.	Alan ve ısı dağılımı düzenine göre seçim yapın

IV. Vaka Çalışması: 400V EV BMS Platformunda MOSFET Kullanımı

Avrupa orta boy SUV projesinde, BMS'nin sürekli 20A akımı taşıyabilen, yeterli voltaj toleransı, termal stabilite ve EMC uyumluluğu sağlayan bir MOSFET'e ihtiyacı vardı.

Seçilen çözüm—Nexperia'nın PSMN2R8-80BS modeli—iyileştirilmiş ısı dağılımı ve montaj için düşük 5mΩ RDS(on) değerine ve D2PAK paket yapısına sahipti.

V. Tek Çatı Altında MOSFET Tedarik ve Hizmeti

Aşağıdaki üst düzey markalara ait MOSFET'leri stoklayıp dağıtımını yapıyoruz:

● Infineon

● ON Semiconductor

● Texas Instruments (TI)

● STMicroelectronics

● ROHM

● Nexperia

Sunuyoruz:

● Otomotiv sınıfı AEC-Q101 parçalar

● Çoklu para birimi ödemesi