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应对大电流场景的“法宝”,维安TOLL MOSFET优势讲解

维安TOLL封装的功率MOSFET是用于大电流应用场景,最优化的封装。其产品系列最大电流可达300A以上,主要应用于类似动力BMS、逆变储能、低速电动车、电动工具、无人机电调、潜航器电机等大电流应用场景。


TOLL 封装的占位面积仅为 9.90 mm x 11.68 mm,与 TO-263-7L封装相比,PCB 面积可节省 30%。它的外形仅为 2.30 毫米,占用的体积比TO-263-7L封装小 60%。


除了尺寸更小外,TOLL 封装还提供比 TO-263-7引线更好的热性能更低的封装电感 (2 nH)。其开尔文源配置确保更低的栅极噪声和开关损耗,与没有开尔文配置的器件相比,包括开启损耗 (EON) 降低 60%,确保在具有挑战性的电源设计中显著提高能效和功率密度,改善电磁干扰(EMI) 并更容易进行PCB 设计。


TOLL封装产品特点:

● 小管脚, 低剖面

● 超大通流能力

● 超小的寄生电感

● 大的焊接面积

TOLL封装产品优势:

● 高效率和低系统成本

● 更少的并联数量和冷却需求

● 高功率密度

● 优秀的EMI性能

● 高可靠性


TOLL 与TO-263-7L外观对比

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30% footprint reduction !

50% height reduction !

60% space reduction !

TOLL封装与TO-263-7L封装的寄生参数对比

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维安TOLL封装量产产品系列

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维安TOLL封装产品规划

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维安TOLL封装产品的优势介绍

较高的功率密度

新能源产品(新能源汽车、储能及配套应用)与大功率电源及电机的快速发展,对产品能效要求进一步提高,MOS管需要承受瞬间高能量通过,并需要在有限的材料物理散热极限内,达到最高散热率与最低的热阻,在这一极限条件下,TOLL封装超低导通阻抗和寄生电感、以及更出色的EMI表现和热性能正好满足这一发展趋势要求,其次TOLL封装实际电路设计应用中所需的并联和散热部件较少,可以节省PCB空间,从而提高整体可靠性。


较低的温升

BMS应用中,在承受持续大电流充放电的过程中,MOSFET的温度表现对于系统的整体效率和温度至关重要,TOLL封装产品WMLL020N10HGS(BVdss 100V, Rdson 2mR max),在26℃环境温度下,通过持续40A过流能力考验:

通过PCB散热,温升仅为61℃;

通过铝基板散热,温升仅为32℃。


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PCB散热


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铝基板散热


较高的短路耐量

BMS和电机控制的应用中,MOSFET在短路瞬间,会承受短时间几十uS~几百mS的大电流冲击,瞬态功率高达上百KW,实验室模拟TOLL封装产品WMLL020N10HGS(BVdss 100V, Rdson 2mR max)在电机高速旋转中遇到搭接短路时的功率表现。


下图:示波器波形1CH: Vgs 2CH: Vds 4CH: Ids M1:MOS功耗

单体短路,VDD=88V 短路最大电流1550A,最大耗散功率101.5KW。

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强壮持续线性工作模式

在线性模式下,MOSFET在饱和状态或饱和区域中工作,它表现为栅极电压控制的电流源,与完全导通(或完全增强)的情况相反,MOSFET在线性模式下的漏极-源极阻抗相对较高,因而功耗也比较高。在线性模式下,功率等于漏极电流与漏极-源极电压的乘积(ID × VDS),两者数值都比较高,实验室模拟TOLL封装产品WMLL020N10HGS(BVdss 100V, Rdson 2mR max)在接近直流操作的长脉冲时间测试MOSFET线性模式鲁棒性,产品在线性模式工作条件下的功率能力,均在理论安全工作区 (SOA) 范围内,防止器件出现任何热失控。


下图:VDS=28V Ids=2.5A 线性模式70W耗散功率持续工作。

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超强的电机重载驱动能力

3000W大功率72V电机系统,对于MOSFET器件带载能力要求苛刻,实验室模拟TOLL封装产品WMLL020N10HGS(BVdss 100V, Rdson 2mR max),6管桥臂MOSFET驱动,上下两两交叉导通,导通时一管保持开启,一管为PWM调制信号,根据PWM占空比的大小来调整输出电流的大小。


下图:拉载感性负载,示波器波形1CH:上桥臂Vgs 2CH:上桥臂Vds

六颗MOS拉载72V 42A ,3000W直流无刷电机负载。

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下图:示波器波形1CH: Vgs 2CH: Vds 4CH:Ids M1:MOS功耗;

上桥臂MOS能够承受103V,1300A瞬时功率冲击。

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