Блог компании Infineon BSC500N20NS3G 200В OptiMOS™ 3 N-канальный силовой MOSFET транзистор

Infineon BSC500N20NS3G 200V OptiMOS™ 3 N-канальный силовой MOSFET транзистор

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd., как ведущий поставщик в индустрии электронных компонентов, постоянно поставляет и поддерживает на складе высокопроизводительные BSC500N20NS3G 200V OptiMOS™ 3 N-канальные силовые MOSFET транзисторы.

【Обзор продукта и основные характеристики】

Транзистор BSC500N20NS3G 200V OptiMOS™ MOSFET - это передовая эталонная технология, идеально подходящая для синхронного выпрямления в системах 48 В, DC-DC преобразователях, источниках бесперебойного питания (UPS) и инверторах для приводов двигателей постоянного тока.

С точки зрения основных электрических параметров, BSC500N20NS3G имеет напряжение пробоя сток-исток (Vdss) 200 В и способность непрерывного тока стока (Id) 24 А, что позиционирует его как продукт среднего и высокого напряжения в категории силовых MOSFET. Его сопротивление включения (RDS(on)) составляет всего 42 мΩ (типовое значение), что обеспечивает отличные характеристики с точки зрения потерь проводимости. Устройство поддерживает напряжение затвор-исток (Vgs) ±20 В с пороговым напряжением затвора (Vgs(th)) 2 В, что делает его подходящим для различных конструкций схем управления. С точки зрения коммутационных характеристик, этот MOSFET имеет заряд затвора (Qg) 20 нКл и чрезвычайно низкий заряд затвор-сток (Qgd), в сочетании со временем спада всего 7 нс и временем нарастания 5 нс, обеспечивая эффективную коммутационную способность.

С точки зрения тепловых характеристик, BSC500N20NS3G имеет рассеиваемую мощность (Pd) до 96 Вт и широкий диапазон рабочих температур (-55°C to +150°C), что делает его подходящим для применений в различных условиях окружающей среды. Корпус TDSON-8 (также известный как PG-TDSON-8), используемый в устройстве, имеет компактные размеры (5,9 мм × 5,15 мм × 1,27 мм), что не только экономит место на печатной плате, но и оптимизирует тепловые характеристики. Этот формат корпуса поддерживает поверхностный монтаж (SMD/SMT), облегчая автоматизированное производство, предлагая при этом несколько вариантов упаковки, таких как Cut Tape, MouseReel и Reel, для удовлетворения потребностей различных масштабов производства.

Основные преимущества технологии OptiMOS™ 3 от Infineon полностью продемонстрированы в BSC500N20NS3G:

Ведущее в отрасли RDS(on): Достигает чрезвычайно низкого сопротивления включения благодаря оптимизированной структуре канавки затвора

Самые низкие Qg и Qgd: Снижает потери на управление и повышает потенциал частоты переключения

Лучший в мире FOM (Figure of Merit): Показатель производительности, который всесторонне оценивает потери проводимости и переключения

Соответствие RoHS и отсутствие галогенов: Соответствует экологическим требованиям, с рейтингом влагочувствительности MSL Level 1

【Спецификации】

Полярность транзистора: N-канальный

Количество каналов: 1 канал

Vds - Напряжение пробоя сток-исток: 200 В

Id - Непрерывный ток стока: 24 А

Rds On - Сопротивление сток-исток: 42 мΩ

Vgs - Напряжение затвор-исток: -20 В, +20 В

Vgs th - Пороговое напряжение затвор-исток: 2 В

Qg - Заряд затвора: 20 нКл

Минимальная рабочая температура: -55°C

Максимальная рабочая температура: +150°C

Pd - Рассеиваемая мощность: 96 Вт

Режим канала: Режим улучшения

Конфигурация: Одноканальный

Время спада: 7 нс

Прямая проводимость - Минимальное значение: 19 См

Высота: 1,27 мм

Длина: 5,9 мм

Тип продукта: MOSFET

Время нарастания: 5 нс

Типичное время задержки выключения: 28 нс

Типичное время задержки включения: 14 нс

Ширина: 5,15 мм

Вес единицы: 120,300 мг

【Технические преимущества и анализ производительности】

Низкое сопротивление включения и высокая эффективность являются наиболее выдающимися техническими характеристиками BSC500N20NS3G. Типичное значение RDS(on) этого устройства при температуре окружающей среды 25°C составляет всего 42 мΩ, что является лидирующим показателем в классе MOSFET с напряжением 200 В. Низкое сопротивление включения напрямую приводит к снижению потерь проводимости, особенно в приложениях с высоким током. Например, при номинальном токе 24 А потери проводимости составляют всего P = I² × R = 24² × 0,042 ≈ 24,2 Вт, что на 15-20% ниже, чем у сопоставимых конкурирующих продуктов. Эта высокая эффективность делает BSC500N20NS3G особенно подходящим для приложений с непрерывным режимом работы, таких как приводы двигателей и системы преобразования энергии.

С точки зрения коммутационных характеристик, BSC500N20NS3G демонстрирует исключительные динамические характеристики. При общем заряде затвора (Qg) 20 нКл и чрезвычайно низком заряде затвор-сток (Qgd) устройство достигает быстрых переходов при переключении — время нарастания всего 5 нс и время спада 7 нс. Такие высокие скорости переключения значительно снижают потери при переключении, особенно в высокочастотных приложениях. С точки зрения типичного времени задержки переключения, время включения (td(on)) составляет 14 нс, а время выключения (td(off)) — 28 нс. Эти параметры в совокупности гарантируют, что устройство может поддерживать эффективную работу даже при частотах переключения до нескольких сотен кГц. Для инженеров, разрабатывающих синхронное выпрямление или высокочастотные DC-DC преобразователи, эти характеристики означают, что можно использовать компоненты меньшего размера и фильтрующие конденсаторы, тем самым уменьшая размер и стоимость системы.

Возможность терморегулирования является еще одним ключевым преимуществом BSC500N20NS3G. Устройство использует оптимизированный корпус TDSON-8 с отличными путями теплопроводности. Большая площадка стока на нижней стороне корпуса может быть непосредственно припаяна к печатной плате, используя медные слои печатной платы в качестве радиатора для эффективного отвода тепла. В практических применениях такая конструкция корпуса значительно снижает тепловое сопротивление переход-окружающая среда (RθJA), позволяя устройству работать при более высоких температурах окружающей среды или обрабатывать большие токи. В сочетании с широким диапазоном рабочих температур от -55°C до +150°C, BSC500N20NS3G идеально подходит для суровых условий эксплуатации, таких как оборудование промышленной автоматизации и автомобильные электронные системы.

【Типичные сценарии применения】

BSC500N20NS3G, обладающий превосходными электрическими характеристиками и надежностью, нашел широкое применение во многих областях силовой электроники. От промышленных источников питания до автомобильных систем, от коммуникационного оборудования до бытовой электроники, этот силовой MOSFET 200 В OptiMOS™ 3 предоставляет эффективные решения.

Приложения синхронного выпрямления являются основной областью применения BSC500N20NS3G. В современных импульсных источниках питания (SMPS), особенно в адаптерах питания переменного/постоянного тока и источниках питания серверов, технология синхронного выпрямления заменила традиционное выпрямление диодами Шоттки, значительно повысив эффективность. Низкое сопротивление включения (42 мΩ) и быстрые характеристики встроенного диода BSC500N20NS3G делают его идеальным выбором для синхронного выпрямления на вторичной стороне. В реальных конструкциях этот MOSFET можно использовать в сочетании с микросхемами управления, такими как UCC24612, для достижения общей эффективности более 92% в источнике питания с выходным напряжением 12 В/20 А, что представляет собой улучшение на 3-5 процентных пункта по сравнению со схемами диодного выпрямления. Для конструкций источников питания высокой плотности можно использовать несколько устройств BSC500N20NS3G параллельно, чтобы соответствовать требованиям высокого тока, сохраняя при этом низкий нагрев.

Управление двигателем в системах 48 В-110 В является еще одной ключевой областью применения. С развитием промышленной автоматизации двигатели BLDC 48 В все чаще используются в роботах, AGV и электроинструментах. Номинальное напряжение BSC500N20NS3G 200 В обеспечивает достаточный запас по напряжению для систем 48 В, а его быстрые коммутационные характеристики поддерживают высокие частоты ШИМ (обычно 50-100 кГц), обеспечивая более плавное управление двигателем и меньшую пульсацию крутящего момента. В типичном трехфазном бесщеточном драйвере двигателя шесть устройств BSC500N20NS3G образуют полномостовой инвертор, который в сочетании с драйверами затвора, такими как IR2106S, может управлять нагрузками двигателя до 2 кВт. Низкая характеристика Qg MOSFET также позволяет использовать источник питания с простой загрузочной схемой, упрощая конструкцию изолированного источника питания.

В области изолированных DC-DC преобразователей BSC500N20NS3G работает исключительно хорошо. Такие преобразователи широко используются в телекоммуникационном оборудовании, системах промышленного управления и медицинских устройствах, обеспечивая электрическую изоляцию между входом и выходом. В топологиях резонансных LLC-преобразователей быстрый встроенный диод и низкая выходная емкость (Coss) BSC500N20NS3G значительно снижают потери при переключении, позволяя преобразователю работать на высоких частотах 200-400 кГц, тем самым значительно уменьшая размер трансформаторов и фильтрующих компонентов. Для изолированных DC-DC модулей средней мощности в диапазоне от 100 до 300 Вт использование этого MOSFET обеспечивает пиковую эффективность, превышающую 94%, что соответствует требованиям стандарта 80Plus Titanium.

Системы бесперебойного питания (UPS) также выигрывают от высокой производительности BSC500N20NS3G. Каскад инвертора онлайн-систем ИБП требует эффективных и надежных силовых ключей для обеспечения чистого переменного тока для критических нагрузок во время отключений электроэнергии. BSC500N20NS3G используется в плече инверторного моста систем ИБП мощностью 1-3 кВА, его номинальное напряжение 200 В достаточно для обработки выходного переменного напряжения 170 В пик, в то время как его низкое сопротивление включения снижает потери энергии во время разряда батареи, увеличивая время резервного копирования. По сравнению с традиционными решениями на основе IGBT, инверторы ИБП, использующие BSC500N20NS3G, достигают повышения эффективности на 2-3%, снижая при этом требования к терморегулированию.

Другие приложения включают:

Электронные балласты HID-ламп: Использует быстрые коммутационные характеристики для высокочастотного привода, устраняя видимое мерцание

Аудиоусилители класса D: Поддерживает высокие частоты ШИМ, снижая THD и улучшая качество звука

Источники питания светодиодного освещения: Используется в схемах привода постоянного тока для повышения энергоэффективности и надежности

Контроллеры электрических велосипедов: Обеспечивает эффективное преобразование энергии в системах 48 В, увеличивая время работы от батареи