Nexperia 适用于 36V 电池系统的特定应用 MOSFET
36v 锂离子电池是当今工具和户外动力设备的常用电源。由 36v 电池供电的产品得益于高功率输出和较长的电池寿命，同时也相对较轻且易于使用。然而，36v 电池的高能量密度也需要实现高效和安全的电池隔离。
隔离的需求源于该技术固有的安全风险。锂离子电池含有易燃电解质：如果损坏或充电或放电不正确，可能会导致火灾或爆炸。为了安全地对电池进行充电和放电，并将它们与负载隔离，电池系统设计人员通常使用 mosfet，如图 1 所示。
△ 图 1：典型应用电路中的简单高边放电 mosfet
这种 mosfet 最常见的要求是：
▶足够的vds漏源电压额定值。
▶低导通电阻，可降低导通损耗。
▶较高的id额定电流，使 mosfet 可以处理大功率应用中的峰值过载和故障电流。
▶较低的idss漏电流，降低电池长时间不工作时的放电率。
▶坚固的封装和良好的板级可靠性。这对于暴露于恶劣环境（例如极端温度或振动）的应用非常重要。
设计人员在评估高边放电 mosfet 选择时考虑的其他因素包括：
▶较高的雪崩能力。当快速隔离大电流负载时，通常会在电池故障保护机制下.断开时常触发的事件，高雪崩能量可能会通过 mosfet 耗散。
▶较大的安全工作区（soa）。在故障情况下，当过载期间试图关闭电机时，放电晶体管通常会在其电阻大幅上升时会短暂进入线性模式。在这些条件下，电池电压会在高负载电流下衰减，并且 mosfet 栅极电压可能不足以确保晶体管完全导通。具有较大的 soa 的 mosfet 可以承受这些条件。
▶较低的栅极泄漏电流，以避免在线性模式下发生不必要的关断事件。
在包含 10 节串联电池的电池组中，电压通常为 36v；最大充电电压为 42 v。额定击穿电压介于 45 v 和 52.5 v 之间的 mosfet 可提供至少 80% 的降额。
然而，在这些应用中通常使用 60 v mosfet，因为它提供了更高的降额。但这是以雪崩等级、soa、栅极电荷和泄漏性能等其他因素为代价的。在许多 mosfet 中，硅结构会使元胞之间单元间距变窄，以实现低导通电阻，但是会影响 soa 变弱并降低雪崩能量。
因此，设计工程师已经习惯于接受效率和隔离能力之间的折衷。然而，来自 nexperia 的最新特定应用 50 v 和 55 v mosfet 避免了这样的折衷。它们得益于卓越的超结技术，可产生较低的导通电阻，而不会影响其他参数的性能。
例如，采用 lfpak88铜夹片封装的 nexperia psmnr90-50slh 在 10 v 栅源电压下具有 0.9 mω的最大导通电阻。且最大漏极电流额定值可达 410 a。尽管导通电阻很低 ，并且具有最佳的 soa 电流能力，在 40 v/tp=1 ms下具有8.1 a 电流，如图 2 所示。
△ 图 2：psmnr90-50slh mosfet 的 40 v/1 ms soa 图
对于更多空间受限的应用，具有 200 a 额定电流的 50 v 和 55 v 器件也可采用 5 mm x 6 mm lfpak56e 封装。
除了优化用于 36v 电池系统的关键参数外，nexperia 还优化这些 mosfet 在高温下的运行能力。在 175°c和 100% vds 电压额定值下进行了 1,000 小时的高温反向偏置寿命测试 (htrb)。
根据 mil-std-750-1 m1038 method a标准，60 v 器件的行业标准是在 175°c和80%的漏源电压额定值（48 v）下工作 1,000 小时。
广泛的 mosfet 产品选择
nexperia 放电 mosfet 采用 100% 铜夹片lfpak 封装。该封装坚固耐用，提供较高的板级可靠性和出色的热性能。lfpak 封装适用于汽车以及工业和消费类应用。
△ 具有较大 soa 的 nexperia mosfet适用于 36v 锂电池系统应用
nexperia (安世半导体)
nexperia（安世半导体），作为生产大批量基础半导体二极管件的专家，其产品广泛应用于全球各类电子设计。公司丰富的产品组合包括二极管、双极性晶体管、esd保护二极管件、mosfet二极管件、氮化镓场效应晶体管(gan fet)以及模拟ic和逻辑ic。nexperia 总部位于荷兰奈梅亨，每年可交付1000多亿件产品，产品符合汽车行业的严苛标准。其产品在效率（如工艺、尺寸、功率及性能）方面获得行业广泛认可，拥有先进的小尺寸封装技术，可有效节省功耗及空间。
凭借几十年来的专业经验，nexperia持续不断地为全球各地的优质企业提供高效的产品及服务，并在亚洲、欧洲和美国拥有超过14,000名员工。nexperia是闻泰科技股份有限公司(600745.ss)的子公司，拥有庞大的知识产权组合，并获得了iatf 16949、iso 9001、iso 14001和iso 45001认证。
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△ 图 1：典型应用电路中的简单高边放电 mosfet
这种 mosfet 最常见的要求是：
▶足够的vds漏源电压额定值。
▶低导通电阻，可降低导通损耗。
▶较高的id额定电流，使 mosfet 可以处理大功率应用中的峰值过载和故障电流。
▶较低的idss漏电流，降低电池长时间不工作时的放电率。
▶坚固的封装和良好的板级可靠性。这对于暴露于恶劣环境（例如极端温度或振动）的应用非常重要。
设计人员在评估高边放电 mosfet 选择时考虑的其他因素包括：
▶较高的雪崩能力。当快速隔离大电流负载时，通常会在电池故障保护机制下.断开时常触发的事件，高雪崩能量可能会通过 mosfet 耗散。
▶较大的安全工作区（soa）。在故障情况下，当过载期间试图关闭电机时，放电晶体管通常会在其电阻大幅上升时会短暂进入线性模式。在这些条件下，电池电压会在高负载电流下衰减，并且 mosfet 栅极电压可能不足以确保晶体管完全导通。具有较大的 soa 的 mosfet 可以承受这些条件。
▶较低的栅极泄漏电流，以避免在线性模式下发生不必要的关断事件。
在包含 10 节串联电池的电池组中，电压通常为 36v；最大充电电压为 42 v。额定击穿电压介于 45 v 和 52.5 v 之间的 mosfet 可提供至少 80% 的降额。
然而，在这些应用中通常使用 60 v mosfet，因为它提供了更高的降额。但这是以雪崩等级、soa、栅极电荷和泄漏性能等其他因素为代价的。在许多 mosfet 中，硅结构会使元胞之间单元间距变窄，以实现低导通电阻，但是会影响 soa 变弱并降低雪崩能量。
因此，设计工程师已经习惯于接受效率和隔离能力之间的折衷。然而，来自 nexperia 的最新特定应用 50 v 和 55 v mosfet 避免了这样的折衷。它们得益于卓越的超结技术，可产生较低的导通电阻，而不会影响其他参数的性能。
例如，采用 lfpak88铜夹片封装的 nexperia psmnr90-50slh 在 10 v 栅源电压下具有 0.9 mω的最大导通电阻。且最大漏极电流额定值可达 410 a。尽管导通电阻很低 ，并且具有最佳的 soa 电流能力，在 40 v/tp=1 ms下具有8.1 a 电流，如图 2 所示。
△ 图 2：psmnr90-50slh mosfet 的 40 v/1 ms soa 图
对于更多空间受限的应用，具有 200 a 额定电流的 50 v 和 55 v 器件也可采用 5 mm x 6 mm lfpak56e 封装。
除了优化用于 36v 电池系统的关键参数外，nexperia 还优化这些 mosfet 在高温下的运行能力。在 175°c和 100% vds 电压额定值下进行了 1,000 小时的高温反向偏置寿命测试 (htrb)。
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nexperia 放电 mosfet 采用 100% 铜夹片lfpak 封装。该封装坚固耐用，提供较高的板级可靠性和出色的热性能。lfpak 封装适用于汽车以及工业和消费类应用。
△ 具有较大 soa 的 nexperia mosfet适用于 36v 锂电池系统应用
nexperia (安世半导体)
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