Mosfet應用選項介紹mosfet介紹Mosfet：金屬-氧化物半導體場效應晶體管

Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistorNMOSFETPMOSFET分三極G(柵極)、S(源極)及D(漏極)HY：增強型mosfetCONTENTS目錄1234電池方面應用電源方面應用電機方面應用應用選中的誤區及常見問題點1電池方面應用Mosfet電池方面應用

Mosfet主要起到功能：欠壓保護：當單節電池低于閾值時，關閉放電通道；過壓保護：當單節電池高于閾值時，關閉充電通道；過流保護：當充放電電流過大時，關閉充放電回路；過溫保護：當電池組溫度高于設定值時，關閉充放電回路；短路保護：當電池組輸出端發生短路時，瞬間關閉放電回路；電壓均衡：均衡每一節電池電壓，讓所有電池均衡充放電。智能家居類：掃地機器人、吸塵器、智能風扇，家庭便攜式儲能電源；數碼電子產品：筆記本電腦、平板電腦、充電寶等；民用消費產品：榨汁機、絞肉機、按摩儀、美容儀等；工具類：電動工具，園林工具，工業類：太陽能，UPS，汽車應急電源，電動車電瓶等Mosfet主要應用場景Mosfet電池方面應用

Mosfet電池方面應用

Mosfet電池方面應用

Mosfet電池方面應用

串數電池電壓/V電池組電壓參考值電池組電壓Min電池組電壓Max推薦MOS電壓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不同串數電池電壓選擇Mosfet電池方面應用

鋰電池保護板電流/內阻選型是一個較為復雜的計算過程，由MOS溫度特性可知，在不同溫度下，MOS

ID/PD/Rdson內阻皆有著明顯的變化。一般情況下，只能在MOS內阻、熱阻、工作溫度、電池組電流等數據下進行一個數據估算，最終要以客戶方案驗證為準以下參數為計算：A)I：放電總電流IB)Rja：MOS熱阻C)Rdson：MOS內阻D)Pmos：MOS熱損耗E)Imos：單顆MOS電流F)N：并聯MOS數量(放電管)G)T：保護板最高熱平衡溫度Mosfet電流內阻選型Mosfet電池方面應用

Mosfet電流內阻選型如例：客戶需求我司選擇一款MOS應用于13串三元鋰電池，60℃時充放電電流40A，封裝TO-263-2L，單板用料同口充電管、放電管5+5顆，保護板最高溫度60℃。1、13S鋰電池：選擇MOS電壓80VN2、熱平衡溫度60℃，封裝TO-263-2L熱阻Rja=62.5℃/W（約數）；

3、放電管5顆40A電流

4、放電管5顆40A電流

代入ImosPmos數據，計算出Rdson=3.8mΩ5、此以完成保護板MOS基本選型：電壓80VN、內阻3mΩ、TO-263封裝。對照產品目錄HY4008B/HYG032N08NS1B注：不同廠家，PCB板散熱不同，電池放電倍率不同，還要考慮短路異常保護，以客戶方案驗證為準！Mosfet電池方面應用

1、原裝驅動測試抓取短路波形（管子關斷過快，導到直接雪崩）短路電流593A保護延時191.58us關斷時間4.19usDS電壓106.5V（黃色：DS波形藍色：電流波形）依據波形判斷為關斷時間過短，導致DS反沖過大耐壓擊穿。2、原裝驅動測試：（管子關斷過慢，導到超SOA，管子發熱）充電管（過壓、過流）關斷，關斷時間12.4ms，線性區時間較長，在此過程中容易發生線性區失效狀態。（黃色：GS波形）2電源方面Mosfet電源方面應用1、DC-DC電源應用領域廣泛應用于數字電路、電子通信設備、衛星導航、遙感遙測、地面雷達、消防、醫療器械、教學設備等領域，2、AC-DC電源應用領域數碼產品：筆記本電腦、手機、數碼相機、平板電腦等全系列數碼產品充電器。適配器：路由器、交換機、電動車充電器、榨汁機等小型用電設備飲水機電源、液晶電視背光電源、戶外廣告燈電源、設備輔助供電電源等通訊電源等3、逆變器：將直流電能（電池、蓄電瓶）轉變成交流電（如：220V/50Hz正弦波）的電源轉換裝置，也叫逆變電源。應用領域：新能源領域：太陽能發電、風能發電并網民用領域：車載逆變器、家用便攜式儲能電源、小型應急逆變電源工業商業領域：工業逆變器、設備不間斷電源UPS、商業應急逆變器Mosfet電源方面應用Mosfet電源方面應用

與動態參數類似，影響MOS是否能正常使用的一個主要因素為MOS造成的損耗，DC-DC電源因開關頻率不同而對于MOS各部分損耗占比也不盡相同。間接損耗：驅動損耗：QG直接損耗：開關損耗：Cxss

傳導損耗：Rdson動態損耗靜態損耗MOS造成損耗=動態損耗+靜態損耗Mosfet電源方面應用

電源中對于MOS而言，我們在初步上只需關注以下幾點即可：導通阻抗Rdson——電流ID封裝——電流ID其他：BVDSS、VTH、EAS、Qrr\Trr結電容Cxss——Ciss/Coss/Crss柵電荷Qg——Qg/Qgd/Qgs柵電阻Rg——內阻MOSRg加外部驅動電阻RGMosfet電源方面應用

當開關頻率f<50KHZ時：總損耗基本來源于靜態損耗，此時只需關注Rdson即可；當開關頻率50KHz<f<80KHZ時：總損耗靜態損耗、動態損耗各占一部分，但大部分皆為靜態損耗，優先關注Rdson，在內阻合適的情況下，再考慮Cxss、Qg、Rg等動態參數。當開關頻率80KHz<f<100KHZ時：總損耗靜態損耗、動態損耗各占50%，此時Rdson，與Cxss、Qg、Rg等動態參數同時考慮，選擇都處于不大不小的為佳。當開關頻率100KHz<f<200KHZ時：總損耗靜態損耗、動態損耗各占一部分，但大部分皆為動態損耗，優先關注Cxss、Qg、Rg動態參數，其次滿足動態情況下再考慮內阻參數。當開關頻率f>200KHZ時：總損耗基本來源于動態損耗，此時內阻對于產品已經不做太過要求。外此從產品參數分布來看：a)低內阻、動態略差；b)內阻、動態較均衡；c)高內阻、優動態，依次可對于電源低頻、中頻、高頻段應用。Mosfet電源方面應用

如右表所示為常見DC-DC類應用方案，無論升降壓，其MOS的耐壓值至少都大于DC最大電壓的1.2倍，且絕大部分都會大于1.5倍，以增大產品余量，為方案缺陷等做緩沖。類型輸入電壓輸出電壓MOS耐壓降壓DC-DC12V5V30V降壓DC-DC24V5V40V降壓DC-DC36V5V60V/70V降壓DC-DC36V12V60V/70V降壓DC-DC48V12V70V/80V降壓DC-DC60V12V80V/100V降壓DC-DC72V12V100V/120V降壓DC-DC96V12V120V/150V升壓DC-DC3.7V5V20V/30V升壓DC-DC3.7V9V30V升壓DC-DC3.7V12V30V升壓DC-DC5V12V30V升壓LED_DC-DC12V36V60V/70V升壓LED_DC-DC24V60V80V/100V太陽能控制器48V12V70V/80V太陽能控制器60V24V80V/100VDC-DCMosfet電源方面應用

輸出功率輸出檔位高壓MOS同步整流MOS整流MOS封裝***推薦MOSDC-DC—BCUK降壓MOS*2降壓MOS封裝推薦MOSVBUS

開關MOSVBUSMOS封裝推薦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電源通常多口輸出MOS模式，且可對筆記本進行單口充電。**65W以上PD電源同步整流MOS一般使用100V_NMOS，但有部分使用更高電壓150V_NMOS，如恒泰柯HGN115N15SL產品，150V8mΩ74A。故65W以上PD電源同步整流MOS范圍為100V~150V,但絕大部分為100V。***

同步整流MOS封裝僅為市場多數常見，AC-DC反激電路PD3電機方面應用Mosfet

電機方面應用電機驅動是通過3個橋臂的上下橋MOS依次導通，通過繞組形成旋轉磁場，控制電機轉動。故對應控制器MOS應用數量都為3的整數倍，最少6顆MOS起步。Mosfet

電機方面應用Mosfet

電機方面應用電機測試項測試項目測試方法MOS沖擊動態相短先將控制器上電讓電機正常轉動，再將兩條相線短路MOS承受脈沖能量沖擊能力靜態相短先將兩條相線短路到一起，再上電轉動轉把MOS承受脈沖能量沖擊能力DS短路測試先將控制器上MOS管的DS兩腳用錫短路，再上電轉動轉把MOS管承受脈沖電流能力堵轉測試先將控制器上電讓電機轉動起來，再瞬間加載到滿載，電機堵死停止轉動直到控制器保護為止MOS管承受脈沖電流能力缺相測試先將控制器上電讓電機轉動，再加載到最大限流。突然拔掉一根相線（或霍爾線），至此完成一次缺相實驗；MOS管承受脈沖電流能力溫升測試控制器外殼處接入溫度探頭，將控制器與電機測試系統正確連接。上電讓電機轉動，再加載到最大限流，測試外殼溫度。MOS管溫升性能開關波形測試將控制器上電讓電機轉動，再加載到最大限流。測試MOS管上橋、下橋的開關波形。MOS管開關快慢/死區時間Mosfet

電機方面應用電壓選型電池組電壓參考值鋰電池串數鋰電池組電壓Max鉛酸電池組數鉛酸電池組電壓Max控制器推薦MOS電壓36V1043V343.2V50V/60V48V1355.9V457.6V60V/70V60V1668.8V572V80V60V1773.1V//80V72V2086V686.4V100V/120V96V27116.1V8115.2V120V/150V120V//10144V200V常見控制器電壓檔別與MOS耐壓關系如下表所示，其MOS耐壓必須滿足大于電池組最高電壓的情況下還存在約0.1倍以上的電壓余量。即：0.9*BVDSS≥VmaxMosfet

電機方面應用電流選型控制器電壓/V管數最大限流最小單臂管數單管峰值電流/A相電流推薦額定電流/A（經驗值）備注36615A~18A145~5