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针对36V电池系统的高效隔离MOSFET

2021/8/3 9:10:22

使用36V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的新型50/55V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5×6mm。

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36V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36V电池，设计人员会使用60V MOSFET。但是，对于36V的标称额定值，使用50V或55V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50/55V ASFET，我们优化了1-10ms的放电性能。例如，这意味着，PSMN1R5-50YLH能够在40V电压下处理高达5A的放电，持续1ms。

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（50V），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60VDS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的PSMN1R5-50YLH具有2000mJ（在25A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50/55V ASFET的发布，Nexperia成为率先专门针对36V电池系统提供50V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200A，计算的硅限制为312A，外形尺寸为5×6mm，并基于Nexperia的成熟电池隔离ASFET产品组合构建。

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