【应用】导通电阻低至8.5mΩ的功率MOSFET P40F10SN如何适用于地铁屏蔽门150W直流无刷电机逆变设计?

2018-11-22 世强
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地铁屏蔽门门机驱动控制器通常选用BLDC直流无刷电机方案,而BLDC直流无刷电机功率一般选择150W,为实现低成本、高安全性性设计,其逆变单元一般需要至少72V/30A的分立MOSFET做三相逆变,此功率MOSFET实际选型参数主要考量如下:


1、小尺寸插件式封装,占PCB板空间面积小;

2、低的导通电阻R(DS)ON,越小越好;

3、快速开关能力;

4、低的总栅极电荷Qg,可有效降低高速开关状态下的开关损耗;

5、低反向传输电容Crss,有效抑制开关噪声,改善Vge波形振铃;

6、宽的工作温度范围。


针对如上设计考量,本文推荐一款SHINDENGEN(新电元)推出的采用绝缘封装的功率MOSFET P40F10SN 100V/40A做直流无刷电机逆变设计,为FTO-220AG(3pin)封装,其实物图和尺寸图参考如下图1所示。


图1:Shindengen(新电元)功率MOSFET P40F10SN实物图和尺寸图


Shindengen(新电元)功率MOSFET P40F10SN最大漏源电压VDSS为100V,连续漏极电流ID为40A,可承受峰值脉冲电流IDP达160A,额定功耗44W,单脉冲雪崩能量68mJ,绝缘耐压能力2kV,沟道温度150℃,存储温度-55℃~150℃,具体的最大额定参数参考如下图2所示。


图2:Shindengen(新电元)功率MOSFET P40F10SN最大额定参数


Shindengen(新电元)功率MOSFET P40F10SN具有出色的低导通电阻特性,典型值仅8.5mΩ,结壳热阻θjc最大2.84℃/W(=(150℃-25℃)/44W),总栅极电荷Qg典型值仅为92nC,可有效降低高速开关状态下的开关损耗,反向传输电容Crss典型值为205pF,低的电容特性可以有效抑制开关噪声,改善Vge波形振铃,避免关断期间因栅极振动过大出现误导通现象,具体的典型电性参数参考如下图3所示。


图3:Shindengen(新电元)功率MOSFET P40F10SN典型电性参数

 

最后,总结下Shindengen(新电元)功率MOSFET P40F10SN器件优势:

1、高达40A连续漏极直流电流和160A最大峰值脉冲电流;

2、8.5mΩ Typ更低的导通电阻,使自身发热及自身功耗较少,可降低电路的损耗;

3、器件的总开启时间为34ns,关闭时间为114ns具有快速开关能力,可满足用户针对高速开关的需求;

4、92nC Typ总栅极电荷Qg,可有效降低高速开关状态下的开关损耗;

5、205pF Typ反向传输电容Crss,低的电容特性可以有效抑制开关噪声,改善Vge波形振铃,避免关断期间因栅极振动过大出现误导通现象;

6、pin-pin兼容Infineon公司的IRF540ZPBF,成本降低10%

 

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