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在现代电源系统设计中,功率半导体器件扮演着重要的角色。紫光微电子推出的MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)系列产品,以其性能和可靠性,正在为电源系统设计带来变化。本文将探讨紫光微MOS管如何赋能现代电源系统设计,从技术特性到应用场景,解析其创新价值。
一、紫光微MOS管的技术优势
紫光微MOS管采用了沟槽栅工艺和超结技术,具有低导通电阻(RDS(on))、低栅极电荷(Qg)和优异的开关特性。此外,紫光微MOS管还具备出色的热稳定性和可靠性,工作温度范围可达-55℃至175℃,能够满足严苛的工业环境需求。
在封装技术方面,紫光微提供了多样化的选择,包括TO-220、TO-252、TO-263等传统封装,以及DFN5x6、PDFN3.3x3.3等小型化封装。这些封装不仅优化了散热性能,还显著减小了PCB占板面积,为紧凑型电源设计提供了更多可能性。
二、提升电源系统效率的关键作用
电源系统的效率是设计中的核心指标。紫光微MOS管通过降低导通损耗和开关损耗,显著提升了电源的整体效率。
同步整流技术是现代高效电源设计的另一项关键技术。紫光微专门针对同步整流应用开发了低Qg、低反向恢复电荷(Qrr)的MOS管系列。这些器件在LLC谐振转换器和反激式转换器中能够将整流损耗降低,同时减少电压振铃和电磁干扰(EMI)。
三、高频化设计的赋能者
随着电力电子技术发展,电源开关频率不断提高,这对功率器件提出了更高要求。紫光微MOS管凭借优异的开关特性,支持电源系统实现更高的工作频率。以氮化镓(GaN)驱动器配套的MOS管为例,其开关速度可达100V/ns以上,支持MHz级开关频率,这使得电源磁性元件体积大幅减小,功率密度显著提升。
在高频应用场景下,紫光微MOS管通过优化掺杂工艺和结构设计,有效降低了反向恢复损耗和由此产生的EMI问题。
四、智能电源管理的搭档
现代电源系统日益智能化,需要功率器件与数字控制技术配合。紫光微MOS管与各类PWM控制器具有良好的兼容性,其栅极驱动特性经过特别优化,既确保了快速开关,又避免了过高的dv/dt导致的误触发。在数字电源设计中,紫光微还提供集成电流传感功能的智能MOSFET,可直接输出电流信号给MCU,简化了电流检测电路设计。
对于需要多相并联的大电流应用,如CPU/GPU供电模块(VRM),紫光微MOS管具有优异的参数一致性。同一批次器件的阈值电压(Vth)和跨导(gfs)偏差控制在5%以内,这确保了多相电流的均衡分配,提高了系统可靠性。
五、应对严苛环境的可靠性设计
工业电源、车载电源等应用场景对器件的环境适应性要求高。紫光微MOS管通过了AEC-Q101车规认证,具备抗雪崩能量(UIS)能力强、抗静电放电(ESD)性能好等特点。其独特的封装工艺确保了器件在温度循环、机械振动等恶劣条件下仍能保持稳定性能。
值得一提的是,紫光微MOS管还针对浪涌电流应用进行了特别强化。以电机驱动为例,其SOA比普通MOS管扩大,能够承受短时过载而不损坏,这提高了系统的鲁棒性。
六、在新能源领域的创新应用
在光伏逆变器和储能系统中,紫光微MOS管展现出独特优势。其优化的体二极管特性特别适合光伏组件的防反灌应用,反向恢复损耗比竞品低40%。在储能系统的双向DC-DC转换器中,紫光微提供的对称导通MOS管实现了充放电路径的一致性能,简化了拓扑设计。
对于电动汽车充电桩等高压应用,紫光微开发了600V-800V高压MOSFET系列。这些器件采用多层外延技术,在保持低导通电阻的同时,具有低开关损耗。
紫光微MOS管通过持续技术创新,为现代电源系统设计提供了强有力的支持。从提升效率到实现高频化,从增强可靠性到支持智能化。