中晶新源推介其车规级 SMT4005 系列 MOSFET,目标是汽车水泵对小型化、紧凑化与高效率的应用需求。系列中的双通道车规级 MOSFET SMT4005AHPDQ 等产品已通过 SGS 的 AEC-Q101 认证,可提供 PPAP。与欧美大厂的对标产品相比,导通电阻低约 10%,FOM 值改善约 15%,对应更高效率、更低功耗与更低温升;器件同时增加了耐压裕量与芯片安全冗余设计。

SMT4005 系列车规级 MOSFET 原厂宣传图。图片来源:中晶新源
在实际应用电路中,系统整体功率损耗大幅减少,适用于汽车 150W 以下中小功率三相 BLDC 电机,如水泵、油泵、车窗、天窗、尾门等。SMT4005AHPQ / SMT4005AHPDQ 已批量出货至整车终端客户。
两款型号的关键参数(VGS=10V 时典型值):SMT4005AHPQ 采用 PDFN5060-8L 封装,VDS 40V,RDS(ON) 3.9mΩ,Qg 14.0nC,FOM 54.6;双通道的 SMT4005AHPDQ 采用 PDFN5060-8L-D 封装,VDS 40V,RDS(ON) 4.6mΩ,Qg 14.0nC,FOM 64.4。两者的 Ciss/Coss/Crss 典型值均为 982pF/593pF/25pF。

SMT4005AHPQ/SMT4005AHPDQ 与对标产品的参数对比。图片来源:中晶新源
应用电路是典型的三相 BLDC 电机驱动:A、B、C 三相定子绕组星型连接,直接接到三相逆变器的开关电路;Q1 作电池防反接保护,逆变器由六个 MOSFET 组成,上桥臂 Q2、Q4、Q6,下桥臂 Q3、Q5、Q7。原厂示意图中 Q1 选用 SMT4005AHPQ,各桥臂半桥选用双通道的 SMT4005AHPDQ。
70W 汽车水泵实测覆盖电机相电流与 MOSFET 门极驱动波形、温升、效率三项:MOSFET 温升最高 54.7℃,器件整体损耗较小;72% 负载输出时系统整体效率超过 90%,对照电机能效标准达到 IE5 等级。在 BLDC 电机应用中,FOMg 反映器件整体损耗的大小。
设计支持方面,中晶新源提供热仿真与电路级仿真(PSpice Model);水泵样机还完成了 125℃ 系统级高温耐久试验。
EMI 优化设计有两项措施。其一是在 G、S 端并联 2~10nF 电容:降低关断过程中由 di/dt 形成的 VDS 振铃;防止上下管直通——即 dv/dt 经米勒电容 Cgd 耦合形成电压振荡引起的 MOSFET 误导通;适当增大 Ciss(新技术器件的 Ciss 较小),避免驱动回路形成 RLC 欠阻尼振荡引起 VGS 振荡;Crss/Ciss 比例间接增大,改善 EMI;并“缩短”米勒平台时间。其二是在 G、S 端并联 Rs、Cs,进一步吸收 VDS 振铃。第三方按 CISPR 25 标准的测试中,加入 RC snubber 后 90.4MHz 附近的峰值由 62.55dBµV 降至 50.98dBµV。
SMT4005AHPQ 与 SMT4005AHPDQ 均已量产,样品可向中晶新源申请;两款规格书已在其官网按料号公开下载。
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