一、 概述
在中国电动两轮车已经成为人们日常生活中必不可少的交通工具。自2019年国标(GB 17761-2018)实施后,48V新国标电动自行车逐渐成为市场主流,目前约占电动两轮车总销量的70%以上。屏蔽栅金属氧化物半导体场效应管(SGT-MOSFET)作为新国标电动自行车控制器的核心器件,其性能决定了控制器的整体效率和长期运行的可靠性和安全性。6163银河网站入口作为MOSFET市场的主要供应商之一,现推出针对新国标电动自行车控制器的新产品70V 5mΩ SGT MOSFET BLP05N07,该器件针对新国标电动自行车应用特点,结合多年SGT设计、生产经验,优化器件击穿电压和降低开关及导通损耗,助力客户产品安全高效运行。
二、 新国标电动自行车控制器应用解析
48V新国标电动自行车控制器是70V SGT MOSFET的主要应用场景,图1展示了该类驱动器的典型拓扑结构,其核心为6颗MOSFET器件组成的三相全桥逆变电路。该应用场景具有瞬态过载、短路电流大等特点,因此对MOSFET器件的技术要求主要是在短路工况和瞬态大电流工况下的可靠性。图2所示为主流新国标控制器在母线电压54V(即常规48V电池满电状态)下的短路波形,测得短路工况下MOSFET器件漏源极间电压过冲最高可达65.02V。传统电动自行车控制器普遍采用60V 器件,短路电压过冲值已接近60V器件的实际击穿电压,长期运行存在潜在风险。使用贝岭70V 器件可显著提升系统的安全冗余,有效增强整机安全性和可靠性。
图1 新国标电动自行车控制器拓扑图
图2 短路工况下功率器件漏源极间电压过冲
三、 贝岭SGT技术平台
截至目前,贝岭SGT产品线已经涵盖了40/60/70/80/85/100/135/150/200共9个电压档位,并衍生了上百款各种电流能力及各种封装形式的产品,且均已实现量产供货。出色的设计让贝岭SGT产品比市场主流竞品有显著性能优势,同时依托成熟的特色工艺线,保证了贝岭SGT产品在可靠性、良率、参数稳定性方面也有上佳表现。
四、 BLP05N07产品核心优势
l 能效领跑——低导通电阻Rds(on)
导通电阻决定了功率MOSFET在导通期间内的损耗,在同等规格、相同封装下,贝岭器件相较于市场主流竞品具有更低的导通电阻Rds(on)。
图3 导通电阻Rds(on) 对比
l 动态性能升级——低栅极电荷
栅电荷可以客观地描述驱动损耗,在同等规格、相同封装下,贝岭器件比市场主流竞品具有更小的栅电荷,可有效降低开关驱动损耗。
图4 栅极电荷对比
l 温控表现卓越——板级温升表现
得益于低导通电阻,在新国标电动自行车控制器400 W稳态带载测试中,同等散热条件下,BLP05N07的温升比市场主流竞品低1.5℃,如图5所示。在两倍额定功率800W极限过载测试中,5分钟温升测试结果比市场主流竞品低2.5℃,如图6所示。此外,在相同输出功率条件下,贝岭器件低导通损耗的特点可以提高电动自行车的续航里程。
图5 新国标电动自行车控制器400 W稳态温升测试
图6 新国标电动自行车控制器800 W极限过载测试
l 抗短路能力强劲——8us超长耐受
贝岭BLP05N07的短路耐受能力可以满足新国标电动自行车控制器在48V电池满电压状态下发生短路的可靠性要求。图7为使用BLP05N07的控制器在54V 母线电压下的相间短路波形,器件短路耐受时长超过8us。
图7 母线电压54V下相间短路
五、 贝岭功率器件选型方案
6163银河网站入口功率针对新国标电动自行车、电动轻便摩托车、电动摩托车、电动叉车和轻型低速四轮车控制器应用设计有多条SGT产品线,包含70V、85V、100V、110V、135V和150V等电压等级器件,欢迎垂询!具体型号参考表1。
应用场景 | 器件电压等级 | 产品 | 产品类型 | 封装类型 |
48V电动自行车控制器 | 70V | BLP05N07 | SGT | TO220/TO263 |
60V电动轻型摩托车控制器 | 85V | BLP036N08 | SGT | TO-252/PDFN5 TO220/TO263 |
BLP04N08 | TO-263-7/ TO220/TO263 | |||
BLP05N08G | PDFN5 TO220/TO263 | |||
BLP065N08G | PDFN5 TO-251/TO-252/ TO220/TO263 | |||
72V 电动轻型摩托车/电动叉车控制器 | 100V | BLP03N10 | SGT | TO-263-7/TOLL-8 TO220/TO263 |
BLP045N10 | TO-220F/ TO220/TO263 | |||
BLP055N10 | PDFN5 TO220/TO263 | |||
72V电动轻型摩托车/高速电动摩托车/电动叉车控制器 | 110V | BLP04N11 | SGT | TO220/TO263 |
BLP02N11 | TOLL-8 | |||
84V高速电动摩托车/电动叉车/低速四轮车控制器 | 135V | BLP032N14 | SGT | TOLL-8 |
BLP036N14 | TO-220/TO-263 | |||
84V~120V高速电动摩托车/电动叉车/低速四轮车控制器 | 150V | BLP038N15 | SGT | TO220/TO3PN |
BLP05N15 | TO220/TO3PN |
表1 功率器件选型列表