使用 36 V 锂离子电池供电的工具和室外电力设备变得日益常见。这类电池具有良好的功率和电池寿命搭配,同时相对轻便,易于使用。但由于能量密度比较高,因此它们需要高效的电池隔离。Nexperia(安世半导体)的新型 50/55 V 专用 MOSFET 提供必要的安全工作区(SOA)和鲁棒性,同时还提供显著改进的效率和很高的额定功率,外形尺寸为 5*6 mm。
过去几年,使用电池供电的无绳工具和室外电力设备迅猛发展。推动这种趋势的关键因素之一是使用寿命持久的 10 芯 36 V 锂离子电池组的问世。这些电池具有高能量密度,非常适合专业工具,也适合传统有绳设备,甚至是发动机驱动的室外电力设备,例如电锯和割草机。但是,由于能量密度升高,它们更加需要高效的电池隔离。
为了确保任何大量放电都以受控的方式进行,直至电池安全隔离和系统关闭电源,我们需要非常稳定的高热效率 MOSFET。按照标准 MOSFET 电压额定值,对于 36 V 电池,设计人员会使用 60 V MOSFET。但是,对于 36 V 的标称额定值,使用 50 V 或 55 V 的 MOSFET 比较理想。减小 MOSFET 电压额定值,可为优化 SOA、ID 额定值和雪崩能力提供机会,从而提高整体安全性和效率。
维持安全工作区至关重要
出现故障的情况下,当故障导致深度放电时,由于在高电流下电路电感两端产生的电压,电池隔离 MOSFET 通常会进入线性模式。因此,维持稳定的安全工作区至关重要。Nexperia的 MOSFET 技术提供了出色的安全工作区功能,利用 50/55 V ASFET,我们优化了 1 ms 至 10 ms的放电性能。例如,这意味着,PSMN1R5-50YLH 能够在 40 V 电压下处理高达 5 A 的放电,持续 1 ms。
优化雪崩能力
电池隔离 MOSFET 通常放置在远离负载的位置,可能遭受非钳位电感尖峰(UIS)。通过优化VDS电压(50 V),使其更接近电池电压(36 V),可帮助将耗散电能减少至少 20%(与 60 VDS 器件相比),并且可以避免潜在的故障。鉴于典型应用经常在恶劣环境下运行,雪崩事件可能很常见。Nexperia(安世半导体)的 PSMN1R5-50YLH 具有 2000 mJ(在 25 A 电流下)的单相雪崩额定值(EAS),能够反复耐受此类事件。
扩展已经成熟的产品组合
随着这些专用 50/55 V ASFET 的发布,Nexperia 成为率先专门针对 36 V 电池系统提供 50 V 额定值 MOSFET 的公司之一。该产品在 SOA、ID 额定值和雪崩能力方面进行了优化,同时保持良好的导通电阻,为设计人员提供了非常稳定的电池隔离解决方案。它提供业界领先的性能,直流电池额定值为 200 A,计算的硅限制为 312 A,外形尺寸为 5*6 mm,并基于 Nexperia 的成熟电池隔离 ASFET 产品组合构建。
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作者简介
Steven Waterhouse
Steven在Royal Engineers开始他的职业生涯。他在模拟和功率电子元件方面的背景始于Bently Nevada,他在这家公司帮助开发采用便携式电池供电的条件监控和测量产品。在Dedicated Micros,他开发了用于摄像头和数字录像机的电源转换解决方案,这些解决方案的功率在12 W至500 W之间,使用一系列不同拓扑。在这家公司,他开发了用于PTZ摄像机的定制五类线缆供电系统,可与当前最新的POE+解决方案相媲美。Steven是一位高尔夫发烧友,打了至少10年的高尔夫球,他希望有朝一日能够将技能提升到名人赛水平。
Nexperia (安世半导体)
Nexperia(安世半导体),作为半导体基础元器件生产领域的高产能生产专家,其产品广泛应用于全球各类电子设计。公司丰富的产品组合包括二极管、双极性晶体管、ESD 保护器件、MOSFET 器件、氮化镓场效应晶体管 (GaN FET) 以及模拟 IC 和逻辑 IC。Nexperia总部位于荷兰奈梅亨,每年可交付 900 多亿件产品,产品符合汽车行业的严苛标准。其产品在效率(如工艺、尺寸、功率及性能)方面获得行业广泛认可,拥有先进的小尺寸封装技术,可有效节省功耗及空间。
凭借几十年来的专业经验,Nexperia(安世半导体)持续不断地为全球各地的优质企业提供高效的产品及服务,并在亚洲、欧洲和美国拥有超过12,000名员工。Nexperia(安世半导体)是闻泰科技股份有限公司 (600745.SS) 的子公司,拥有庞大的知识产权组合,并获得了 IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001 和 OHSAS 18001 认证。
Nexperia:效率致胜。

