【元件】维安TOLL封装功率MOSFET尺寸更小，性能更好，是应对大电流场景的“法宝”

时间： 2023-09-25 来源：WAYON官网

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功率MOSFET,WMLL020N10HGS,WMLL099N20HG2,WMLL065N15HG2

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9.90mmx11.68mm，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引线更好的热性能和更低的封装电感(2nH)。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

图 1

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

表 1

维安TOLL封装量产产品系列

表 2

维安TOLL封装产品规划

图 2

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℃。

图 3 PCB散热

图 4 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。

图 5

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。

图 6

图 7

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。

图 8

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。

图 9

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