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电动汽车功率器件MOS产品选型怎么样

来源: 发布时间:2025年08月03日

功率场效应晶体管(Power MOSFET)‌是一种电压控制型半导体器件,主要用于功率放大和开关应用。它属于金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的一种,具有驱动电路简单、开关速度快、工作频率高等特点。功率场效应晶体管(VF)又称VMOS场效应管。在实际应用中,它有着比晶体管和MOS场效应管更好的特性。

随着电子技术在工业、交通、消费、医疗等领域的蓬勃发展,当代社会对电力电子设备的要求也越来越高,功率半导体就是影响这些电力电子设备成本和效率的直接因素之一。自从二十世纪五十年代真空管被固态器件代替以来,以硅(Si)材料为主的功率半导体器件就一直扮演着重要的角色,功率MOSFET是其中**典型的。MOSFET,全称金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor),是一种非常重要的电子元件,广泛应用于各种电子电路中。它的基本作用是作为一个开关,控制电流的流动。 功率场效应晶体管(VF)又称VMOS场效应管。在实际应用中,它有着比晶体管和MOS场效应管更好的特性。电动汽车功率器件MOS产品选型怎么样

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电力二极管:结构和原理简单,工作可靠;

晶闸管:承受电压和电流容量在所有器件中比较高

IGBT:开关速度高,开关损耗小,具有耐脉冲电流冲击的能力,通态压降较低,输入阻抗高,为电压驱动,驱动功率小;缺点:开关速度低于电力MOSFET,电压,电流容量不及GTO

GTR:耐压高,电流大,开关特性好,通流能力强,饱和压降低;缺点:开关速度低,为电流驱动,所需驱动功率大,驱动电路复杂,存在二次击穿问题

GTO:电压、电流容量大,适用于大功率场合,具有电导调制效应,其通流能力很强;缺点:电流关断增益很小,关断时门极负脉冲电流大,开关速度低,驱动功率大,驱动电路复杂,开关频率低

电力MOSFET:开关速度快,输入阻抗高,热稳定性好,所需驱动功率小且驱动电路简单,工作频率高,不存在二次击穿问题;缺点:电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。

制约因素:耐压,电流容量,开关的速度 。 台州功率器件MOS产品选型产品选型工业控制‌:变频器、伺服驱动器、电源管理模块; ‌轨道交通‌:牵引变流器、辅助供电系统。

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单个电力电子器件能承受的正、反向电压是一定的,能通过的电流大小也是一定的。因此,由单个电力电子器件组成的电力电子装置容量受到限制。所以,在实用中多用几个电力电子器件串联或并联形成组件,其耐压和通流的能力可以成倍地提高,从而可极大地增加电力电子装置的容量。器件串联时,希望各元件能承受同样的正、反向电压;并联时则希望各元件能分担同样的电流。但由于器件的个异性,串、并联时,各器件并不能完全均匀地分担电压和电流。所以,在电力电子器件串联时,要采取均压措施;在并联时,要采取均流措施。

功率MOS管选型需根据应用场景、电压、电流、热性能等关键参数综合考量。以下为具体步骤和要点:

选型步骤‌

1.明确N/P沟道类型‌N沟道适用于低压侧开关(如12V系统),P沟道适用于高压侧开关(如驱动电机)。 ‌

2.确定额定电压(VDS)‌通常为总线电压的1.5-2倍,需考虑温度波动和瞬态电压。 ‌

3.计算额定电流(ID)‌需满足最大负载电流及峰值电流(建议留5-7倍余量)。 ‌

4.评估导通损耗(RDS(on))‌导通电阻越低,损耗越小,建议优先选择RDS(on)≤0.5Ω的器件。

5.热设计‌满负荷工作时表面温度不超过120℃,需配合散热措施。 ‌

关键参数说明‌栅极电荷(Qg)‌:

1.影响开关速度和效率,需与驱动电路匹配。 ‌

2.品质因数(FoM)‌:综合考虑RDS(on)和Qg的平衡,FoM值越小越好。 ‌

3.封装选择‌:大功率需用TO-220或DPAK封装,兼顾散热和空间限制。

注意事项

并联使用时需确保驱动能力匹配,避免因参数差异导致分流不均。 ‌

避免串联使用MOS管,防止耐压不足引发故障。 TO-251 中小功率表面贴装,尺寸紧凑(类似SOT-89),用于消费电子辅助电路。

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超结MOSFET的应用超结MOSFET在多个领域中得到了广泛应用,尤其是在以下几个方面:

1、开关电源超结MOSFET的低导通电阻和高击穿电压使其非常适合用于开关电源中,能够提高转换效率,减少能量损失。

2、电动汽车(EV)超结MOSFET被广泛应用于电机驱动和电池管理系统中。它们的高效能和优异的热性能能够提升整车的性能和可靠性。

3、光伏逆变器光伏逆变器需要处理高电压和大电流,超结MOSFET的性能优势使其成为这些系统中的理想选择,能够提高能量转换效率,减少热量损耗。

4、工业自动化在工业自动化领域,超结MOSFET被用于各种电机驱动和电源管理应用中。它们的高效能和高可靠性能够确保设备的稳定运行。 O-220/F 带散热片的塑料封装,支持外接散热,用于中等功率场景(如家电)。温州功率器件MOS产品选型大概价格多少

对于高功率场景,优先考虑散热能力强的TO系列或D2PAK;电动汽车功率器件MOS产品选型怎么样

MOSFET的原理

MOSFET的原意是:MOS(MetalOxideSemiconductor金属氧化物半导体),FET(FieldEffectTransistor场效应晶体管),即以金属层(M)的栅极隔着氧化层(O)利用电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管。

功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型(MetalOxideSemiconductorFET),简称功率MOSFET(PowerMOSFET)。结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(StaticInductionTransistor——SIT)。其特点是用栅极电压来控制漏极电流,驱动电路简单,需要的驱动功率小,开关速度快,工作频率高,热稳定性优于GTR,但其电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。 电动汽车功率器件MOS产品选型怎么样

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