مدونة الشركة حول إنفينيون BSC500N20NS3G 200V OptiMOS TM 3 قناة طاقة N MOSFET الترانزستور

Infineon BSC500N20NS3G ترانزستور MOSFET للطاقة من النوع N-channel OptiMOS™ 3 بجهد 200 فولت

شركة Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.، بصفتها موردًا رائدًا في صناعة المكونات الإلكترونية، تقوم باستمرار بتخزين وتوريد Infineon عالية الأداء BSC500N20NS3G ترانزستورات MOSFET للطاقة من النوع N-channel OptiMOS™ 3 بجهد 200 فولت.

【نظرة عامة على المنتج والميزات الأساسية】

إن BSC500N20NS3G ترانزستور MOSFET OptiMOS™ بجهد 200 فولت هو تقنية قياسية حديثة، مثالية للتصحيح المتزامن في أنظمة 48 فولت، ومحولات DC-DC، ومصادر الطاقة غير المنقطعة (UPS)، والعاكسات لمحركات التيار المستمر.

من حيث المعلمات الكهربائية الأساسية، يتميز BSC500N20NS3G بجهد انهيار من المصدر إلى المصرف (Vdss) يبلغ 200 فولت وقدرة تيار تصريف مستمر (Id) تبلغ 24 أمبير، مما يضعه كمنتج بجهد متوسط إلى مرتفع ضمن فئة MOSFET للطاقة. تبلغ مقاومته في حالة التشغيل (RDS(on)) 42mΩ (نموذجيًا)، مما يتيح أداءً ممتازًا من حيث خسائر التوصيل. يدعم الجهاز جهد البوابة إلى المصدر (Vgs) يبلغ ±20 فولت، مع جهد عتبة البوابة (Vgs(th)) يبلغ 2 فولت، مما يجعله مناسبًا لتصميمات دوائر القيادة المختلفة. من حيث أداء التبديل، يتميز MOSFET هذا بشحنة بوابة (Qg) تبلغ 20 نانو كولوم و شحنة بوابة إلى المصرف منخفضة للغاية (Qgd)، جنبًا إلى جنب مع وقت سقوط يبلغ 7 نانو ثانية فقط ووقت صعود يبلغ 5 نانو ثانية، مما يضمن أداء تبديل فعال.

من منظور الأداء الحراري، يتمتع BSC500N20NS3G بتبديد طاقة (Pd) يصل إلى 96 واط ونطاق درجة حرارة تشغيل واسع (-55 درجة مئوية إلى +150 درجة مئوية)، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات في مختلف الظروف البيئية. حزمة TDSON-8 (المعروفة أيضًا باسم PG-TDSON-8) المستخدمة في الجهاز صغيرة الحجم (5.9 مم × 5.15 مم × 1.27 مم)، ليس فقط توفر مساحة على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) ولكنها تعمل أيضًا على تحسين الأداء الحراري. تدعم تنسيق الحزمة هذا التثبيت السطحي (SMD/SMT)، مما يسهل الإنتاج الآلي، مع توفير خيارات تغليف متعددة مثل Cut Tape و MouseReel و Reel لتلبية احتياجات مقاييس الإنتاج المختلفة.

تتجلى المزايا الأساسية لتقنية OptiMOS™ 3 من Infineon بشكل كامل في BSC500N20NS3G:

RDS(on) الرائدة في الصناعة: تحقق مقاومة منخفضة للغاية في حالة التشغيل من خلال هيكل بوابة الخندق الأمثل

أقل Qg و Qgd: يقلل من خسائر القيادة ويعزز إمكانات تردد التبديل

أفضل FOM (شكل الجدارة) على مستوى العالم: مقياس أداء يقيم بشكل شامل خسائر التوصيل والتبديل

متوافق مع RoHS وخالٍ من الهالوجين: يلبي المتطلبات البيئية، مع تصنيف حساسية الرطوبة MSL المستوى 1

【المواصفات】

قطبية الترانزستور: N-channel

عدد القنوات: قناة واحدة

Vds - جهد انهيار المصدر إلى المصرف: 200 فولت

Id - تيار التصريف المستمر: 24 أمبير

Rds On - مقاومة المصدر إلى المصرف: 42 mΩ

Vgs - جهد البوابة إلى المصدر: -20 فولت، +20 فولت

Vgs th - جهد عتبة البوابة إلى المصدر: 2 فولت

Qg - شحنة البوابة: 20 نانو كولوم

أدنى درجة حرارة تشغيل: -55 درجة مئوية

أقصى درجة حرارة تشغيل: +150 درجة مئوية

Pd - تبديد الطاقة: 96 واط

وضع القناة: وضع التحسين

التكوين: قناة واحدة

وقت السقوط: 7 نانو ثانية

الموصلية الأمامية - الحد الأدنى للقيمة: 19 S

الارتفاع: 1.27 مم

الطول: 5.9 مم

نوع المنتج: MOSFET

وقت الصعود: 5 نانو ثانية

وقت التأخير النموذجي للإيقاف: 28 نانو ثانية

وقت التأخير النموذجي للتشغيل: 14 نانو ثانية

العرض: 5.15 مم

وزن الوحدة: 120.300 مجم

【المزايا الفنية وتحليل الأداء】

تعد المقاومة المنخفضة في حالة التشغيل والكفاءة العالية من أبرز الميزات الفنية لـ BSC500N20NS3G. تبلغ RDS(on) النموذجية لهذا الجهاز عند درجة حرارة محيطة تبلغ 25 درجة مئوية 42 mΩ فقط، وهو ما يمثل ريادة في فئة الجهد 200 فولت من MOSFETs. تترجم المقاومة المنخفضة في حالة التشغيل مباشرة إلى خسائر توصيل أقل، خاصة في التطبيقات عالية التيار. على سبيل المثال، عند التيار المقنن البالغ 24 أمبير، تبلغ خسارة التوصيل P = I² × R = 24² × 0.042 ≈ 24.2W، وهو ما يقل بنسبة 15-20٪ عن المنتجات المنافسة المماثلة. هذه الكفاءة العالية تجعل BSC500N20NS3G مناسبًا بشكل خاص لتطبيقات وضع التشغيل المستمر، مثل محركات الأقراص وأنظمة تحويل الطاقة.

من حيث أداء التبديل، يوضح BSC500N20NS3G خصائص ديناميكية استثنائية. مع إجمالي شحنة البوابة (Qg) البالغة 20 نانو كولوم وشحنة البوابة إلى المصرف منخفضة للغاية (Qgd)، يحقق الجهاز انتقالات تبديل سريعة - وقت صعود يبلغ 5 نانو ثانية فقط ووقت سقوط يبلغ 7 نانو ثانية. تعمل سرعات التبديل السريعة هذه على تقليل خسائر التبديل بشكل كبير، خاصة في التطبيقات عالية التردد. من حيث أوقات تأخير التبديل النموذجية، يبلغ تأخير التشغيل (td(on)) 14 نانو ثانية، ويبلغ تأخير الإيقاف (td(off)) 28 نانو ثانية. تضمن هذه المعلمات مجتمعة أن الجهاز يمكنه الحفاظ على التشغيل الفعال حتى عند ترددات التبديل التي تصل إلى عدة مئات من كيلو هرتز. بالنسبة للمهندسين الذين يصممون التصحيح المتزامن أو محولات DC-DC عالية التردد، تعني هذه الخصائص أنه يمكن استخدام مكونات مغناطيسية ومكثفات ترشيح أصغر، وبالتالي تقليل حجم النظام وتكلفته.

تعد قدرة الإدارة الحرارية ميزة رئيسية أخرى لـ BSC500N20NS3G. يستخدم الجهاز حزمة TDSON-8 مُحسَّنة مع مسارات توصيل حراري ممتازة. يمكن لحشوة التصريف ذات المساحة الكبيرة الموجودة في الجزء السفلي من الحزمة أن يتم لحامها مباشرة بلوحة الدوائر المطبوعة، باستخدام طبقات النحاس في لوحة الدوائر المطبوعة كمشتت حرارة لتبديد الحرارة بكفاءة. في التطبيقات العملية، يقلل تصميم التغليف هذا بشكل كبير من المقاومة الحرارية من الوصلة إلى المحيط (RθJA)، مما يتيح للجهاز العمل في درجات حرارة محيطة أعلى أو التعامل مع تيارات أكبر. جنبًا إلى جنب مع نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع من -55 درجة مئوية إلى +150 درجة مئوية، يعتبر BSC500N20NS3G مثاليًا لتطبيقات البيئات القاسية مثل معدات التشغيل الآلي الصناعي وأنظمة إلكترونيات السيارات.

【سيناريوهات التطبيقات النموذجية】

وجد BSC500N20NS3G، بخصائصه الكهربائية وموثوقيته الممتازة، تطبيقًا واسع النطاق في العديد من مجالات إلكترونيات الطاقة. من إمدادات الطاقة الصناعية إلى أنظمة السيارات، ومن معدات الاتصالات إلى الإلكترونيات الاستهلاكية، يوفر MOSFET للطاقة OptiMOS™ 3 بجهد 200 فولت حلولًا فعالة.

تطبيقات التصحيح المتزامن هي منطقة التطبيق الأساسية لـ BSC500N20NS3G. في مصادر الطاقة التبديلية الحديثة (SMPS)، وخاصة محولات الطاقة AC-DC ومصادر طاقة الخادم، حلت تقنية التصحيح المتزامن محل تصحيح الصمام الثنائي Schottky التقليدي، مما أدى إلى تحسين الكفاءة بشكل كبير. إن المقاومة المنخفضة في حالة التشغيل (42mΩ) وخصائص الصمام الثنائي السريع للجسم في BSC500N20NS3G تجعله خيارًا مثاليًا للتصحيح المتزامن على الجانب الثانوي. في التصميمات الفعلية، يمكن استخدام MOSFET هذا جنبًا إلى جنب مع الدوائر المتكاملة للتحكم مثل UCC24612 لتحقيق كفاءة إجمالية تزيد عن 92٪ في مصدر طاقة بجهد 12 فولت/20 أمبير، مما يمثل تحسنًا بنسبة 3-5 نقاط مئوية على مخططات تصحيح الصمام الثنائي. بالنسبة لتصميمات إمداد الطاقة عالية الكثافة، يمكن استخدام أجهزة BSC500N20NS3G متعددة بالتوازي لتلبية متطلبات التيار العالي مع الحفاظ على ارتفاع درجة الحرارة المنخفض.

التحكم في المحركات في أنظمة 48 فولت-110 فولت هو مجال تطبيق رئيسي آخر. مع تطور التشغيل الآلي الصناعي، يتم استخدام محركات BLDC بجهد 48 فولت بشكل متزايد في الروبوتات و AGVs والأدوات الكهربائية. يوفر تصنيف الجهد 200 فولت لـ BSC500N20NS3G هامش جهد كبير لأنظمة 48 فولت، وتدعم خصائص التبديل السريع ترددات PWM عالية (عادةً 50-100 كيلو هرتز)، مما يتيح تحكمًا أكثر سلاسة في المحرك وتقليل تموج عزم الدوران. في برنامج تشغيل محرك ثلاثي الأطوار بدون فرشاة نموذجي، تشكل ستة أجهزة BSC500N20NS3G عاكسًا كاملاً للجسر، والذي، عند إقرانه ببرامج تشغيل البوابة مثل IR2106S، يمكنه تشغيل أحمال المحرك حتى 2 كيلو واط. تسمح خاصية Qg المنخفضة لـ MOSFET أيضًا بإمداد الطاقة باستخدام دائرة تمهيد بسيطة، مما يبسط تصميم إمداد الطاقة المعزول.

في مجال محولات DC-DC المعزولة، يعمل BSC500N20NS3G بشكل جيد بشكل استثنائي. تستخدم هذه المحولات على نطاق واسع في معدات الاتصالات وأنظمة التحكم الصناعي والأجهزة الطبية، مما يوفر عزلًا كهربائيًا بين المدخلات والمخرجات. في طوبولوجيات محول الرنين LLC، تقلل خصائص الصمام الثنائي السريع للجسم والسعة الخارجة المنخفضة (Coss) لـ BSC500N20NS3G بشكل كبير من خسائر التبديل، مما يتيح للمحول العمل بترددات عالية تبلغ 200-400 كيلو هرتز، وبالتالي تقليل حجم المحولات ومكونات المرشح بشكل كبير. بالنسبة لوحدات DC-DC المعزولة متوسطة الطاقة التي تتراوح من 100 إلى 300 واط، فإن استخدام MOSFET هذا يحقق كفاءة ذروة تتجاوز 94٪، مما يلبي متطلبات معيار 80Plus Titanium.

تستفيد أنظمة إمداد الطاقة غير المنقطعة (UPS) أيضًا من الأداء العالي لـ BSC500N20NS3G. تتطلب مرحلة العاكس لأنظمة UPS عبر الإنترنت مفاتيح طاقة فعالة وموثوقة لضمان توفير طاقة التيار المتردد النظيفة للأحمال الحرجة أثناء انقطاع الشبكة. يتم استخدام BSC500N20NS3G في ذراع جسر العاكس لأنظمة UPS من 1-3 كيلو فولت أمبير، مع تصنيف الجهد 200 فولت الخاص به يكفي للتعامل مع خرج التيار المتردد 170 فولت pk، بينما تقلل مقاومته المنخفضة في حالة التشغيل من فقدان الطاقة أثناء تفريغ البطارية، مما يطيل وقت النسخ الاحتياطي. بالمقارنة مع حلول IGBT التقليدية، تحقق عاكسات UPS التي تستخدم BSC500N20NS3G تحسنًا في الكفاءة بنسبة 2-3٪ مع تقليل متطلبات الإدارة الحرارية.

تشمل التطبيقات الأخرى:

صواعق إلكترونية لمصابيح HID: تستخدم خصائص التبديل السريع للقيادة عالية التردد، مما يلغي الوميض المرئي

مضخمات الصوت من الفئة D: تدعم ترددات PWM عالية، مما يقلل من THD ويحسن جودة الصوت

إمدادات طاقة إضاءة LED: تستخدم في دوائر القيادة ذات التيار الثابت لتعزيز كفاءة الطاقة والموثوقية

وحدات تحكم الدراجات الكهربائية: توفر تحويل طاقة فعال في أنظمة 48 فولت، مما يطيل وقت تشغيل البطارية