【应用】高压MOSFET管BL4N150-K助力变频器辅助电源设计，降低了导通损耗，改善了开关性能

时间： 2022-05-21 来源：世强

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变频器应用变频技术和微电子技术，通过改变电机工作电源的频率来控制交流电机的传动控制设备，在传动控制领域的应用非常广泛，主要用在去力矩、速度、精度等要求不高的场合，是传动控制领域的重要组成部分，广泛应于空调、压缩机机、泵类等负载。

变频器需要至少一个辅助电源来给控制电路和驱动电路供电，本文设计重点介绍国产高压MOSFET管 BL4N150-K助力变频器辅助电源设计，耐压高达1500V，采用先进的MOSFET技术制备而成，降低了导通损耗，改善了开关性能，提高了雪崩能量。晶体管适用于开关电源、高速开关和通用应用。

图1 反激式辅助电源应用电路拓扑

如上图1所示，是变频器辅助电源主功率架构，输入由两个地方接入，从交流电AC 380/660V经过整流输入，或者直接挂在母线上、从而通过变压器隔离，将DC高压降压后为IGBT驱动IC、主控MCU以及外围的信号链器件供电、通讯模块芯片等供电。

首先针对不同电压输入的变频器进行理论计算：

1、220/380V交流输入的低压变频器设计来说，通过理论计算可知电压最高可将近800V（平台电压加尖峰电压）为了保证产品的可靠性，留有足够的电压应力余量，MOS选型耐压为1000V的即可；

2、660V交流输入的中压变频器辅源设计来说，通过理论计算可知电压最高可将近1100V（平台电压加尖峰电压）为了保证产品的可靠性，在加上预留20%的电压应力余量，1000V的MOS比较临界。

图2 BL4N150-K 封装尺寸图

BL4N150-K采用先进的MOSFET技术制备而成，降低了导通损耗，改善了开关性能，提高了雪崩能量，最高耐压1500V，续漏极电流在25℃时最大额定值为4A，较低的RDson最大为5.5Ω，100%雪崩测试，改进的dv/dt能力，产品性价比高，具有明显的竞争优势，更宽的工作结温和存储温度范围均为-55~150℃，适用于工业的大部分工作场景。

综上所述，国产上海贝岭高压MOSFET管BL4N150-K助力变频器辅助电源设计，具有以下几点优势：

1、VDS电压高达1500V，在1100V电压上需留有1.5倍左右的的裕量，耐压余量空间大，防止MOS管关断时产生的电压尖峰而损坏；

2、采用高压平面技术，优化了元胞和终端结构，FOM性能优异，更强的AESA能力，抗冲击能力强，较强的短路耐量具有更高的可靠性；

3、总栅极电荷Qg典型值为39nC，开关损耗低，效率高，具有更好的开关特性；

4、漏极持续电流为4A@25℃，针对150W左右的辅助电源设计较高的的电流余量；

5、工作结温和存储温度范围均为-55~150℃，工业级工作温度范围，完全适合于工业市场运用；

6、国产器件，大批量出货，具有样品快速支持，供货交期、产品价格均有很好的保障。

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产品型号	品类	Capacity	Interface	VDD（V）	Package	Reference
BL24C02F	存储器	2K bits	Two-wire Serial	1.7~5.5V	DIP8 SOP8 TSSOP8 UDFN8 TSOT23-5 SOT23-5	24C02

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