【应用】新电元车规级MOS管P140LF4QNK助力400W车载水泵设计,导通电阻低至1.15mΩ
随着我国碳中和等环保法规更加严格,汽车的电动化在快速发展,由传统的机械水泵向电子水泵发展,在功率器件这部分要求低损耗、大电流、高效率来实现电子水泵的小型化和轻量化设计。
汽车电子水泵用于电动汽车或涡轮增压汽车提供循环冷却水,市面上的主流的设计是采用分立器件设计的,主控MCU+7颗分立的N沟道MOSFET组成。
本文重点介绍新电元MOSFET管P140LF4QNK助力12V供电系统400W车电子水泵的设计,主控MCU+7颗分立的N沟通MOSFET组成,主功率用6颗单MOS管来驱动无刷电机,1颗单MOS来做反接保护如下图1。
图1:汽车电子水泵电机控制系统框图
本方案设计一款12V系统400W的汽车电子水泵,如上图1是无刷电机采用三相全桥拓扑+PWM电流方式控制,电机驱动芯片驱动三相全桥6个单MOS管上下桥臂交错开通关断,产生三相交流正弦的电流波形,从而驱动电机转动,使水泵产生吸力。
在汽车电子水泵电机控制器设计时,功率MOS管的选型需要关注以下几点:
1、由于在车载环境中,水泵电机控制器所在的空间比较小,因此需要考虑MOS的低损耗、大通流量,小尺寸;
2、MOS管要留有足够的耐压余量防止电机反射电压导致VDS过压损坏的风险;
3、400W功率的水泵,工作电流33A左右,ID连续漏极电流需要有一定的余量,来有效抵抗电机堵转,过流等工况下的电流耐受能力;
4、MOS管的导通电阻选择较低的,可降低导通损耗、蓄电池的耗电量、器件正常工作时的发热损耗,提高可靠性;
5、输入电容,栅极电荷,越小越好,可满足高频开关应用;
6、MOS管的封装选型小尺寸的封装有助于电路的小型化和轻量化;
7、符合AEC-Q101标准;
图2:P140LF4QNK封装尺寸及PIN脚定
综上所述,新电元车规MOS管P140LF4QNK助力400W汽车电子水泵设计具有以下几点优势:
1、MOS的Vds最大电压承受能力40V满足12V蓄电池供电,具有安全的耐压余量;
2、400W功率,工作电流33A,P140LF4QNK漏极最大电流可达140A,满足极限工况下电机堵转,过流等工况下的电流耐受能力。
3、导通电阻低至1.15mΩ,输入电容仅5530pF,FOM(Ron×Ciss)降低了25%,有助于降低开关损耗,提高了系统效率也可简化热设计。
4、采用紧凑型HSON-8小尺寸封装(5mmx6mm),能够大幅节省PCB空间,适合空间有限的紧凑型设备应用;
5、通过AEC-Q101认证,已批量出货,广泛应用于汽车电子系统的设计中,已在成熟的车厂批量出货,质量交期均有保障。
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实验室地址: 西安 提交需求>
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