上海雷卯：功率MOSFET选型的几点经验

Release time：2023-10-25
author：AMEYA360
source：上海雷卯
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　　在此，AMEYA360根据学到的理论知识和实际经验，和广大同行一起分享、探讨交流下功率MOSFET的选型。

　　由于相应理论技术文章有很多介绍MOSFET参数和性能的，这里不作赘述，只对实际选型用图解和简单公式作简单通俗的讲解。另外，这里的功率MOSFET应用选型为功率开关应用，对于功率放大应用不一定适用。

　　功率MOSFET的分类及优缺点

　　和小功率MOSFET类似，功率MOSFET也有分为N沟道和P沟道两大类;每个大类又分为增强型和耗尽型两种。虽然耗尽型较之增强型有不少的优势(请查阅资料，不详述)，但实际上大部分功率MOSFET都是增强型的。

　　MOSFET是电压控制型器件，三极管是电流控制型器件，这里说的优缺点当然是要跟功率三极管(GTR)来做比较的：优点—开关速度快、输入阻抗高、驱动方便等;缺点—难以制成高电压、大电流型器件，这是因为耐压高的功率MOSFET的通态电阻较大的缘故。

　　言归正传，下面来看看具体如何选型—功率MOSFET的选型

　　1、我的应用该选择哪种类型的MOSFET?

　　前面说了，实际应用主要使用增强型功率MOSFET，但到底该选择N沟道的还是P沟道的呢?如果你对这个问题有疑问，下面的图和注释会让你一目了然!

上海雷卯：功率MOSFET选型的几点经验

　　负载(Load)的连接方式决定了所选MOSFET的类型，这是出于对驱动电压的考虑。当负载接地时，采用P沟道MOSFET;当负载连接电源电压时，选择N沟道MOSFET。

　　2、确定额定电压与额定电流

　　选好MOSFET的类型后，接下来要做的是确定在你的设计中，漏极和源级间可能承受的最大电压，即最大VDS 。MOSFET能承受的最大电压会随温度变化，这是我们工程师在设计时必须考虑到的，必须在整个可能工作温度范围内测试电压变化范围。

　　接下来，说点实际的：

　　MOSFET在关断瞬间，会承受到最大的电压冲击，这个最大电压跟负载有很大关系：如果是阻性负载，那就是来自VCC端的电压，但还需要考虑电源本身的质量，如果电源质量不佳，需要在前级加些必要的保护措施;如果是感性负载，那承受的电压会大不少，因为电感在关断瞬间会产生感生电动势(电磁感应定律)，其方向与VCC方向相同(楞次定律)，承受的最大电压为VCC与感生电动势之和;如果是变压器负载的话，在感性负载基础上还需要再加上漏感引起的感应电动势。

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上海雷卯电子：储能变流器的静电与浪涌防护技术解析
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上海雷卯电子：储能变流器的静电与浪涌防护技术解析

　　一、储能变流器(PCS)　　储能变流器(Power Conversion System, PCS)又称功率转换系统，是 储能系统中实现能量双向转换的核心环节，完整的电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、功率转换系统(PCS)以及其他电气设备构成，负责完成储能单元与电网 / 负载之间交流电与直流电的双向转换。　　包含以下核心环节：　　二、储能变流器的静电浪涌敏感节点　　基于模块化设计的理念，储能变流器的典型框图如下：　　敏感节点分析：　　三、全链路浪涌防护方案与雷卯电子器件选型　　基于雷击风险评估原则，结合变流器各模块特性，推荐以下防护方案：　　1. 直流侧防护(DC48V)　　一级泄流：雷卯电子推荐在GND与PE之间并接陶瓷气体放电管，为浪涌电流提供高效泄放路径;　　二级精准钳位：雷卯电子采用电压精度±5%、响应时间<1ns 的 TVS 器件(如 SM8S58CA)，将 8/20μs 浪涌峰值钳位至≤93.6V(典型值)，保护后端 MCU 与传感器。支持 400W(室内小功率)~15kW(室外大功率)多功率等级选型;　　后级精细防护：　　串接低内阻PMOS(如 LM5D50P10，RDS (ON)<28mΩ)进行极性防反接，功率损耗较传统二极管降低 60%，适配 20A 以上大功率系统;　　靠近芯片端并联低正向压降(VF)肖特基二极管，抑制负压浪涌;　　电池端专用保护：采用4.5V TVS(SMAJ4.5A)，漏电流 < 1μA，避免锂电池自放电。　　电源接口DC 3.3V/5V　　根据电源所处环境，雷卯电子建议选择合适保护电流的ESD/TVS器件，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电8KV，空气放电15KV。如需满足IEC61000-4-5浪涌高等级测试需选用大功率SMC器件，参见文末推荐表格。　　2. 电网接口交流侧并网防护(220V/380V AC)　　差模/共模浪涌抑制：　　雷卯电子采用MOV(14D471K/20D471K/25D471K)与 GDT(2R600-8L)组合方案，满足 IEC 61000-4-5 的 4kV(室内)~8kV(室外)测试等级;　　MOV 标称电压 470V 匹配交流电网线电压，GDT 冲击电流 10kA 实现大能量泄放。　　3. 控制系统精细化防护　　CAN 总线防护　　雷卯电子选用半导体放电管(TSS，型号 P0300SD)，残压≤25V，反应时间 ns 级　　兼具浪涌与静电防护能力，保证信号完整性：　　满足IEC 61000-4-2 静电等级 4(接触放电 8kV，空气放电 15kV);　　满足IEC 61000-4-5 浪涌 10/700μs(8kV)。　　4. 通信接口强化方案　　千兆网接口(室外场景)　　二级防护方案：　　前级GDT(3R090-5S)泄放大电流，后级 ESD 器件(GBLC03C，0.6PF 低容抗)抑制高频噪声;　　满足IEC 61000-4-2(接触 / 空气放电 ±30kV)、IEC 61000-4-5(6kV 浪涌)，高温环境下传输不丢包。　　RS485 总线　　采用低残压TSS(P0080SC)，容抗 100PF 适配高速信号：　　静电防护等级：接触放电15kV，空气放电 8kV;　　浪涌防护：10/700μs 波形下承受 6kV 冲击。　　四、结语　　上海雷卯电子(Leiditech)配套 EMC 实验室可提供浪涌测试报告与定制化摸底测试服务。针对储能变流器复杂的电磁环境，雷卯可根据客户需求提供 “风险评估-方案设计-器件选型-测试验证” 全流程技术支持，助力提升储能系统可靠性与安全性。　　上海雷卯电子(Leiditech)致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。
2025-06-17 11:35 reading：263
上海雷卯电子赋能储能安全：构建全链路防护体系
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上海雷卯电子赋能储能安全：构建全链路防护体系

　　雷卯赋能储能安全 —— 防静电浪涌保护专家　　在新能源产业爆发的今天，储能系统的安全性成为行业核心命题。作为储能系统的“心脏”，电池管理系统(BMS)面临着浪涌冲击、静电干扰、通信稳定性等多重挑战。雷卯作为专业的防护方案和元器件供应商，以专业技术为BMS构建三重安全屏障：　　- 电源防护：采用大功率TVS二极管，实现毫秒级响应浪涌冲击，确保BMS供电稳定，即便在电网波动或雷击场景下也能保障系统运行连续性。　　- 信号防护：ESD静电保护器件为CAN、RS485等信号总线提供抗静电能力，满足接触放电±15kV、空气放电±25kV的严苛标准，保障通信信号零失真传输。　　- 全链路EMC解决方案：雷卯提供覆盖电源、信号、接口的全场景防护，助力客户通过ISO 10605等国际认证，实现安全与能效的双重突破。　　雷卯拥有行业领先的EMC电磁兼容设计整改专家团队。能够提供EMC培训,EMC整改,EMC免费测试，EMC器件选型供应。　　雷卯成功经验,帮客户整改通过《GB/T37408-2019 光伏发电并网逆变器技术规范》。　　场景化解决方案：精准适配多元储能需求　　雷卯针对不同应用场景的差异化需求，定制化开发防护方案，推动储能技术落地：　　- 新能源汽车领域：通过ISO 10605标准认证，防护方案可承受极端静电环境，适配车载BMS高频通信与高可靠性要求，为动力电池安全保驾护航。　　- 工商业储能场景：采用低漏流设计(如SM8S系列)，将待机功耗降至微安级，匹配长时间储能的低自放电需求，尤其适合光伏储能、数据中心备用电源等场景。　　储能行业法规图谱：中欧标准对照与合规指南　　储能产品全球化布局需跨越复杂的法规门槛。雷卯整理了核心产品的中欧法规对照，助企业快速把握合规要点：　　合规要点解析：　　- EMC测试：欧盟EN 55032/55035对应中国GB/T 9254.1(EMI)与GB/T 17626系列(EMS)，需重点关注电磁辐射与抗干扰能力。　　- 并网要求：欧盟EN 50438与中国GB/T 19939(光伏)、GB/T 36547(储能)直接对接，涉及电能质量、保护功能等技术细节。　　电池技术全景透视：成本、性能与应用场景大比拼　　储能技术路线的选择需综合考量成本、寿命、安全性等多维度指标。以下为主流电池类型对比：　　技术趋势洞察：　　- 磷酸铁锂凭借低成本、长寿命优势，仍是当前储能市场的主力选择;　　- 固态电池虽成本高昂，但500Wh/kg+的能量密度与超长寿命，预示着其将成为下一代储能技术的颠覆者;　　- 钠电池在-40℃低温环境下的优异表现，为北方地区储能应用提供了新可能。　　结语：从防护到赋能，雷卯助力储能安全　　在“双碳”目标驱动下，储能产业正从“技术验证”迈向“规模化应用”。雷卯以全链路EMC解决方案为支点，不仅为BMS提供从器件到系统的防护能力，更通过深度解读法规标准、前瞻布局技术路线，助力客户在安全合规的基础上实现技术创新。未来，随着固态电池、钠离子电池等新技术的成熟，雷卯将持续迭代防护方案，与行业共探储能安全与能效的终极答案。　　Leiditech雷卯电子致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD，TVS，TSS，GDT，MOV，MOSFET，Zener，电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。
2025-06-06 11:37 reading：231
上海雷卯电子：48V带极性反接保护-差共模浪涌防护方案
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上海雷卯电子：48V带极性反接保护-差共模浪涌防护方案

　　在工业自动化(电动机驱动 / 工业机器人)、交通基础设施(充电桩 / 车载电子)、安防系统(监控摄像头 / 门禁)、储能设备(BMS / 离网控制器)等领域，DC48V 电源因安全特低电压(SELV，≤60V)特性被广泛应用。　　上海雷卯电子基于 IEC 61000-4-2、EN 61000-4-2、GB/T 17626.2、IEC 61000-4-5、EN 61000-4-5、GB/T 17626.5等标准，定制化开发带极性反接保护的差共模浪涌防护方案，避免设备因静电、浪涌、极性反接等造成的故障。　　核心方案架构三级防护层层递进　　雷卯采用电压精度 ±5%、响应时间<1ns的TVS器件对后端电路的精准过压保护，可将8/20μS浪涌峰值钳位至≤93.6V(典型值)，避免后端 MCU、传感器等精密器件因过压击穿失效。支持400W~15kW多功率等级选型，适配室内外不同风险场景。　　TVS管后级串接PMOS 管或低压降肖特基二极管进行极性防反接保护，低内阻 PMOS 管功率损耗较传统二极管降低 60%，适合20A以上大功率系统;靠近芯片端并联低VF肖特基二极管进行负压浪涌防护。　　雷卯通过在GND与PE之间并接陶瓷气体放电管，为浪涌电流提供高效泄放路径;若产品涉及绝缘耐压测试，可提升GDT额定电压，同步满足耐压与浪涌防护需求。　　在芯片电源输入端并联低VF肖特基二极管，针对负压干扰提供快速泄放路径。　　雷卯自建 EMC 实验室，提供静电、浪涌、EFT 等免费测试，加速方案验证;针对高压、高频等特殊场景，可定制参数与封装;针对“零故障”场景推出PTC+TVS+ESD 组合方案，覆盖过压、过流、静电等多重风险。　　Leiditech雷卯电子致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。
2025-06-04 10:41 reading：243
上海雷卯电子EMC 设计避坑指南：四不口诀
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上海雷卯电子EMC 设计避坑指南：四不口诀

　　你的产品明明设计得很好，为什么一做EMC测试就失败?上海雷卯电子教大家4个超实用的EMC设计技巧四不口诀，帮你避开常见的坑!　　准则1 让电流“走捷径”，不绕远路　　核心逻辑：高频电流走 “电感最小路径”，环路越大→辐射越强!　　雷卯实验室关键知识点：　　· 信号电流必成环路，回流路径紧贴流出路径　　· 低频(kHz 级)走 “电阻最小路径”，回流可能分散;高频(MHz 级)走 “电感最小路径”，回流紧贴主线　　· 设计技巧：高速信号与回流平面紧邻，缩短信号层与地平面间距　　准则2 不要分割信号返回平面　　雷卯 EMC 工程师的安全经验法则是：为所有信号电流提供一个完整的返回平面。若某低频信号易受干扰或可能干扰电路板上的电路，应使用单独层的走线将其电流回流至源端，而非分割平面。随意开槽 / 分割地平面，导致回流路径突变→EMI 激增!　　例外情况：仅当低频敏感信号需隔离时(如音频电源)，可采用独立回流走线，但需满足：　　1. 独立层单独回流，不与高频平面交叉　　2. 可咨询雷EMC专家，避免照搬案例　　警示：99% 场景下，完整平面是最优解!　　准则3 不要在连接器之间布置高速电路　　在雷卯实验室评估过的电路板设计中，这是最常见的问题之一。许多本可轻松满足EMC要求(无需额外成本或精力)的简单设计，最终却因违反这一规则而不得不增加大量屏蔽和滤波措施。　　为何连接器的位置如此重要?在几百兆赫兹以下的频率，波长可达米级或更长，印刷电路板本身的“天线”因电尺寸小而效率低，但连接到电路板的电缆或其他设备却可能成为高效天线。　　信号电流在走线上流动并通过完整平面回流时，平面上任意两点的电压差通常与平面内的电流成正比。当所有连接器沿电路板一侧排列时，它们之间的电压差可忽略不计;但如果连接器之间布置了高速电路，连接器之间可能产生几毫伏或更高的电位差，这些电压会驱动电流流入连接的电缆，导致产品超出辐射发射要求。　　准则4 不盲目追求最快边沿，控制好信号转换时间　　核心逻辑：高频电流走 “电感最小路径”，环路越大→辐射越强!　　雷卯推荐控制手段对比表：　　推荐黄金比例：转换时间≈20% 位周期(如 100MHz 时钟，边沿控制在 2ns 以内)　　总结 四不口诀速记表
2025-05-30 10:33 reading：298
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