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Si bien la producción de vehículos eléctricos existe desde principios de la década de 2010, los vehículos eléctricos modernos están haciendo una transición a voltajes más altos, que a menudo superan los 500 V. Por este motivo, los fabricantes de semiconductores están desarrollando MOSFET que puedan soportar altos voltajes y corrientes, aumentando la eficiencia y minimizando costos.
Littelfuse, Alpha and Omega Semiconductor y Magnachip ofrecen MOSFET que abordan estos tres objetivos para aplicaciones automotrices.
Littelfuse reduce la resistencia de la fuente de drenaje
Littelfuse, un proveedor líder de componentes y sensores de energía eléctrica, anunció el lanzamiento del IXTY2P50PA de 500 V y 2 A (hoja de datos vinculada), descrito como el primer «MOSFET de potencia de canal P PolarP» con calificación AEC-Q101. La serie Littelfuse Polar tiene como objetivo minimizar las pérdidas operativas reduciendo la resistencia de la fuente de drenaje del MOSFET.
El IXTY2P50PA de Littelfuse está optimizado para aplicaciones de alto voltaje. Imagen cortesía de Littelfuse
Según Littelfuse, el IXTY2P50PA tiene una resistencia de conexión de fuente de drenaje de 4,2 Ω. Esto conduce a menores pérdidas en la línea a corrientes más altas porque se pierde menos energía en forma de calor. El IXTY2P50PA también tiene una alta seguridad contra avalanchas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alto voltaje. La clasificación de avalancha indica el voltaje inverso máximo tolerable que el MOSFET puede soportar cuando excede el voltaje de ruptura máximo permitido.
Alpha y Omega reducen el tamaño de los paquetes MOSFET
Los fabricantes están mejorando los MOSFET no sólo en términos de rendimiento intrínseco a nivel de puerta, sino también en términos de embalaje. El tamaño del paquete es particularmente importante para los vehículos eléctricos de dos y tres ruedas para reducir el tamaño total del tablero y reducir los costos. En diciembre, Alpha y Omega Semiconductor anunciaron los MOSFET AOTL66810Q y AOTL66910Q de 80 V y 100 V, respectivamente.
La tecnología del paquete TOLL de Alpha y Omega está diseñada específicamente para vehículos de dos y tres ruedas y otros vehículos ligeros. Imagen (modificada) cortesía de Alpha and Omega Semiconductor
Estos MOSFET utilizan un paquete TO-Leadless (TOLL) de grado automotriz que puede soportar una corriente de drenaje continua de más de 400 A a temperatura ambiente. La empresa afirma que el embalaje reduce el espacio que ocupa el dispositivo en un 30% en comparación con las soluciones tradicionales. El embalaje sin plomo ahorra espacio porque los puntos de contacto están debajo del dispositivo y no en el perímetro.
Alpha y Omega afirman que la tecnología de clip ayuda a lograr un alto valor de corriente de entrada, así como una resistencia e inductancia bajas. Con estas características, la tecnología de clip de Alpha y Omega tiene como objetivo aumentar el rendimiento EMI en comparación con otros paquetes TOLL que utilizan tecnología de unión de cables estándar. Debido a las características de alta corriente y baja resistencia del dispositivo, los diseñadores pueden reducir la cantidad de MOSFET paralelos que utilizan en diseños de alta corriente.
Magnachip apunta a aplicaciones de bajo voltaje
Magnachip, una empresa surcoreana especializada en dispositivos analógicos y de señal mixta, también busca reducir el espacio en la placa con la producción en masa de su nuevo MOSFET MXT-LV de 30 V. MXT LV significa Magnachip eXtreme Trench Low Voltage y se refiere a la cartera de MOSFET de zanja de 12-40 V de la empresa. Esta iteración de 30 V presenta una baja resistencia de la fuente de drenaje en un paquete compacto y resistente de 3,3 mm x 3,3 mm. Sin embargo, a diferencia de otros MOSFET, el Magnachip AMDV030N150URH está destinado a aplicaciones de menor voltaje en vehículos, como sistemas de dirección asistida.
El MOSFET MXT-LV de 30 V de Magnachip está diseñado para las unidades de control electrónico de sistemas de dirección asistida eléctrica, interruptores de carretera y fuentes de alimentación conmutadas. Imagen (modificada) cortesía de Magnachip
Además de su amplio rango de temperatura de unión de -55 °C a 175 °C, el nuevo dispositivo integra una estructura MOSFET de zanja robusta en una puerta de óxido gruesa. Esto mejora las características de conmutación del dispositivo y reduce su resistencia, reduciendo así el ruido y mejorando el rendimiento del sistema y la eficiencia energética.
Mejoras significativas en los MOSFET
A medida que la demanda de vehículos eléctricos (EV), incluidos los de dos ruedas, ha aumentado durante la última década, los fabricantes están desarrollando componentes que puedan soportar los rigurosos requisitos eléctricos y ambientales de los sistemas automotrices modernos. Los MOSFET son un área fértil de innovación automotriz porque actúan como interruptores controlados por voltaje y se utilizan a menudo en inversores de tracción de vehículos eléctricos. Desarrolladores como Littelfuse, Alpha and Omega Semiconductor y Magnachip demuestran cómo la eficiencia energética, la resistencia a la fuente de drenaje y el tamaño del paquete son primordiales en esta próxima ola de dispositivos.
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