关于Mosfet应用选型介绍

Mosfet应用选项介绍mosfet介绍Mosfet：金属-氧化物半导体场效应晶体管

Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistorNMOSFETPMOSFET分三极G(栅极)、S(源极)及D(漏极)HY：增强型mosfetCONTENTS目录1234电池方面应用电源方面应用电机方面应用应用选中的误区及常见问题点1电池方面应用Mosfet电池方面应用

Mosfet主要起到功能：欠压保护：当单节电池低于阈值时，关闭放电通道；过压保护：当单节电池高于阈值时，关闭充电通道；过流保护：当充放电电流过大时，关闭充放电回路；过温保护：当电池组温度高于设定值时，关闭充放电回路；短路保护：当电池组输出端发生短路时，瞬间关闭放电回路；电压均衡：均衡每一节电池电压，让所有电池均衡充放电。智能家居类：扫地机器人、吸尘器、智能风扇，家庭便携式储能电源；数码电子产品：笔记本电脑、平板电脑、充电宝等；民用消费产品：榨汁机、绞肉机、按摩仪、美容仪等；工具类：电动工具，园林工具，工业类：太阳能，UPS，汽车应急电源，电动车电瓶等Mosfet主要应用场景Mosfet电池方面应用

Mosfet电池方面应用

Mosfet电池方面应用

Mosfet电池方面应用

串数电池电压/V电池组电压参考值电池组电压Min电池组电压Max推荐MOS电压13.6V(3.7V)~4.2V(4.3V)3.7V3.6V4.3V20V33.6V(3.7V)~4.2V(4.3V)12V10.8V12..9V20V/30V43.6V(3.7V)~4.2V(4.3V)15V14.4V17.2V30V63.6V(3.7V)~4.2V(4.3V)24V21.6V25.8V40V73.6V(3.7V)~4.2V(4.3V)24V25.2V30.1V40V103.6V(3.7V)~4.2V(4.3V)36V36V43V60V/70V133.6V(3.7V)~4.2V(4.3V)48V46.8V55.9V80V163.6V(3.7V)~4.2V(4.3V)60V57.6V68.8V100V173.6V(3.7V)~4.2V(4.3V)60V61.2V73.1V100V203.6V(3.7V)~4.2V(4.3V)72V72V86V120V/150VMosfet不同串数电池电压选择Mosfet电池方面应用

锂电池保护板电流/内阻选型是一个较为复杂的计算过程，由MOS温度特性可知，在不同温度下，MOS

ID/PD/Rdson内阻皆有着明显的变化。一般情况下，只能在MOS内阻、热阻、工作温度、电池组电流等数据下进行一个数据估算，最终要以客户方案验证为准以下参数为计算：A)I：放电总电流IB)Rja：MOS热阻C)Rdson：MOS内阻D)Pmos：MOS热损耗E)Imos：单颗MOS电流F)N：并联MOS数量(放电管)G)T：保护板最高热平衡温度Mosfet电流内阻选型Mosfet电池方面应用

Mosfet电流内阻选型如例：客户需求我司选择一款MOS应用于13串三元锂电池，60℃时充放电电流40A，封装TO-263-2L，单板用料同口充电管、放电管5+5颗，保护板最高温度60℃。1、13S锂电池：选择MOS电压80VN2、热平衡温度60℃，封装TO-263-2L热阻Rja=62.5℃/W（约数）；

3、放电管5颗40A电流

4、放电管5颗40A电流

代入ImosPmos数据，计算出Rdson=3.8mΩ5、此以完成保护板MOS基本选型：电压80VN、内阻3mΩ、TO-263封装。对照产品目录HY4008B/HYG032N08NS1B注：不同厂家，PCB板散热不同，电池放电倍率不同，还要考虑短路异常保护，以客户方案验证为准！Mosfet电池方面应用

1、原装驱动测试抓取短路波形（管子关断过快，导到直接雪崩）短路电流593A保护延时191.58us关断时间4.19usDS电压106.5V（黄色：DS波形蓝色：电流波形）依据波形判断为关断时间过短，导致DS反冲过大耐压击穿。2、原装驱动测试：（管子关断过慢，导到超SOA，管子发热）充电管（过压、过流）关断，关断时间12.4ms，线性区时间较长，在此过程中容易发生线性区失效状态。（黄色：GS波形）2电源方面Mosfet电源方面应用1、DC-DC电源应用领域广泛应用于数字电路、电子通信设备、卫星导航、遥感遥测、地面雷达、消防、医疗器械、教学设备等领域，2、AC-DC电源应用领域数码产品：笔记本电脑、手机、数码相机、平板电脑等全系列数码产品充电器。适配器：路由器、交换机、电动车充电器、榨汁机等小型用电设备饮水机电源、液晶电视背光电源、户外广告灯电源、设备辅助供电电源等通讯电源等3、逆变器：将直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（如：220V/50Hz正弦波）的电源转换装置，也叫逆变电源。应用领域：新能源领域：太阳能发电、风能发电并网民用领域：车载逆变器、家用便携式储能电源、小型应急逆变电源工业商业领域：工业逆变器、设备不间断电源UPS、商业应急逆变器Mosfet电源方面应用Mosfet电源方面应用

与动态参数类似，影响MOS是否能正常使用的一个主要因素为MOS造成的损耗，DC-DC电源因开关频率不同而对于MOS各部分损耗占比也不尽相同。间接损耗：驱动损耗：QG直接损耗：开关损耗：Cxss

传导损耗：Rdson动态损耗静态损耗MOS造成损耗=动态损耗+静态损耗Mosfet电源方面应用

电源中对于MOS而言，我们在初步上只需关注以下几点即可：导通阻抗Rdson——电流ID封装——电流ID其他：BVDSS、VTH、EAS、Qrr\Trr结电容Cxss——Ciss/Coss/Crss栅电荷Qg——Qg/Qgd/Qgs栅电阻Rg——内阻MOSRg加外部驱动电阻RGMosfet电源方面应用

当开关频率f<50KHZ时：总损耗基本来源于静态损耗，此时只需关注Rdson即可；当开关频率50KHz<f<80KHZ时：总损耗静态损耗、动态损耗各占一部分，但大部分皆为静态损耗，优先关注Rdson，在内阻合适的情况下，再考虑Cxss、Qg、Rg等动态参数。当开关频率80KHz<f<100KHZ时：总损耗静态损耗、动态损耗各占50%，此时Rdson，与Cxss、Qg、Rg等动态参数同时考虑，选择都处于不大不小的为佳。当开关频率100KHz<f<200KHZ时：总损耗静态损耗、动态损耗各占一部分，但大部分皆为动态损耗，优先关注Cxss、Qg、Rg动态参数，其次满足动态情况下再考虑内阻参数。当开关频率f>200KHZ时：总损耗基本来源于动态损耗，此时内阻对于产品已经不做太过要求。外此从产品参数分布来看：a)低内阻、动态略差；b)内阻、动态较均衡；c)高内阻、优动态，依次可对于电源低频、中频、高频段应用。Mosfet电源方面应用

如右表所示为常见DC-DC类应用方案，无论升降压，其MOS的耐压值至少都大于DC最大电压的1.2倍，且绝大部分都会大于1.5倍，以增大产品余量，为方案缺陷等做缓冲。类型输入电压输出电压MOS耐压降压DC-DC12V5V30V降压DC-DC24V5V40V降压DC-DC36V5V60V/70V降压DC-DC36V12V60V/70V降压DC-DC48V12V70V/80V降压DC-DC60V12V80V/100V降压DC-DC72V12V100V/120V降压DC-DC96V12V120V/150V升压DC-DC3.7V5V20V/30V升压DC-DC3.7V9V30V升压DC-DC3.7V12V30V升压DC-DC5V12V30V升压LED_DC-DC12V36V60V/70V升压LED_DC-DC24V60V80V/100V太阳能控制器48V12V70V/80V太阳能控制器60V24V80V/100VDC-DCMosfet电源方面应用

输出功率输出档位高压MOS同步整流MOS整流MOS封装***推荐MOSDC-DC—BCUK降压MOS*2降压MOS封装推荐MOSVBUS

开关MOSVBUSMOS封装推荐MOS15W5V/3A600~650V或IPM50V/60VS、C260V_MOSHY1506C2HYG035N06LS1C2HYG025N06LS1C2HYG018N06LS1C2HYG090N06LS1S/

18W12V/1.5A600~650V或IPM60VS、C227W20V/1.35A600~650V或IPM100VS、C2100V_MOSHYG072N10LS1SHYG092N10LS1SHYG101N10LA1DHYG130N10LS1C2HY1710PHY3010P30W12V/2.5A600~650V或IPM60V/100VC230W15V/2A600~650V或IPM100VS、C230W20V/1.5A600~650V或IPM100VS、C245W15V/3A600~650V或IPM100VC230VNMOSS、C2

HY1603C2HYG013N03LS1C2HYG017N04LS1C2HY1904C230VNMOS/PMOSC1、S、C2部分存在DUAL-NDUAL-PHY1503C1HY3003C1HYG080ND03LA1SHYG080N03LA1SHYG045N03LA1C2HY1603C2HY3203C2HY15P03SHY15P03C2HY045P03LQ1C2HYG065P03LQ1C2HY1503C1HY3003C1HYG080ND03LA1SHYG080N03LA1SHYG045N03LA1C2HY1603C2HY3203C2HY15P03SHY15P03C2HY045P03LQ1C2HYG065P03LQ1C245W20V/2.25A600~650V或IPM100VC230/40VNMOS30/40VNMOS/PMOS65W*20V/3.25A600~650V或IPM100~150V**C2115V/120V/150V_MOSHYG110N11LS1S

40VNMOS

30/40VNMOS/PMOS87W*20V/4.35A600~650V或IPM100~150V**C230/40VNMOS/PMOS90W*20V/4.5A600~650V或IPM100~150V**C230/40VNMOS/PMOS96W*20V/4.8A600~650V或IPM100~150V**C230/40VNMOS/PMOS100W*20V/5A600~650V或IPM100~150V**C230/40VNMOS/PMOS*65W以上PD电源通常多口输出MOS模式，且可对笔记本进行单口充电。**65W以上PD电源同步整流MOS一般使用100V_NMOS，但有部分使用更高电压150V_NMOS，如恒泰柯HGN115N15SL产品，150V8mΩ74A。故65W以上PD电源同步整流MOS范围为100V~150V,但绝大部分为100V。***

同步整流MOS封装仅为市场多数常见，AC-DC反激电路PD3电机方面应用Mosfet

电机方面应用电机驱动是通过3个桥臂的上下桥MOS依次导通，通过绕组形成旋转磁场，控制电机转动。故对应控制器MOS应用数量都为3的整数倍，最少6颗MOS起步。Mosfet

电机方面应用Mosfet

电机方面应用电机测试项测试项目测试方法MOS冲击动态相短先将控制器上电让电机正常转动，再将两条相线短路MOS承受脉冲能量冲击能力静态相短先将两条相线短路到一起，再上电转动转把MOS承受脉冲能量冲击能力DS短路测试先将控制器上MOS管的DS两脚用锡短路，再上电转动转把MOS管承受脉冲电流能力堵转测试先将控制器上电让电机转动起来，再瞬间加载到满载，电机堵死停止转动直到控制器保护为止MOS管承受脉冲电流能力缺相测试先将控制器上电让电机转动，再加载到最大限流。突然拔掉一根相线（或霍尔线），至此完成一次缺相实验；MOS管承受脉冲电流能力温升测试控制器外壳处接入温度探头，将控制器与电机测试系统正确连接。上电让电机转动，再加载到最大限流，测试外壳温度。MOS管温升性能开关波形测试将控制器上电让电机转动，再加载到最大限流。测试MOS管上桥、下桥的开关波形。MOS管开关快慢/死区时间Mosfet

电机方面应用电压选型电池组电压参考值锂电池串数锂电池组电压Max铅酸电池组数铅酸电池组电压Max控制器推荐MOS电压36V1043V343.2V50V/60V48V1355.9V457.6V60V/70V60V1668.8V572V80V60V1773.1V//80V72V2086V686.4V100V/120V96V27116.1V8115.2V120V/150V120V//10144V200V常见控制器电压档别与MOS耐压关系如下表所示，其MOS耐压必须满足大于电池组最高电压的情况下还存在约0.1倍以上的电压余量。即：0.9*BVDSS≥VmaxMosfet

电机方面应用电流选型控制器电压/V管数最大限流最小单臂管数单管峰值电流/A相电流推荐额定电流/A（经验值）备注36615A~18A145~5