MOSFET compatti per sistemi a 24 V e 48 V

Toshiba Electronics Europe lancia un nuovo portafoglio di MOSFET di potenza a canale N da 60 V e 100 V, progettati per migliorare l'efficienza di conversione dell'energia nelle apparecchiature industriali. Questi componenti discreti sono destinati a controllori logici programmabili, azionamenti a frequenza variabile, sistemi server e dispositivi automatizzati che operano all'interno di moderne architetture di alimentazione a 24 V e 48 V.

Affrontare la transizione ai sistemi a 48 volt
I produttori di apparecchiature industriali stanno sempre più migrando dai tradizionali alimentatori a 12 V e 24 V ai sistemi a 48 V per ridurre il consumo energetico complessivo e migliorare l'efficienza della distribuzione elettrica. All'interno di queste reti a tensione più elevata, le correnti di spunto e i picchi transitori possono innalzare temporaneamente le tensioni di linea oltre i 50 V, e occasionalmente fino a 80 V. Per garantire un funzionamento continuo e affidabile in queste condizioni di stress elettrico, i nuovi MOSFET da 100 V offrono il margine di tensione necessario per i circuiti a 48 V. Contemporaneamente, le varianti da 60 V servono la base consolidata delle applicazioni standard a 24 V.

Gestione termica e miniaturizzazione dei package
I vincoli di spazio fisico nell'automazione industriale, nei servomotori a frequenza variabile e negli elettrodomestici richiedono componenti di potenza che bilancino la riduzione dell'ingombro con la necessaria dissipazione termica. Il portafoglio appena rilasciato utilizza tre distinti tipi di package a montaggio superficiale per soddisfare diversi requisiti di progettazione spaziale e termica.

Per le applicazioni di commutazione per uso generale, il package SOT-23F misura 2,9 mm per 2,4 mm e fornisce 1,0 W di dissipazione di potenza. I progetti che richiedono prestazioni termiche superiori utilizzano il package TSOP6F, che gestisce fino a 1,5 W in un ingombro di 2,9 mm per 2,8 mm. Laddove la rigorosa miniaturizzazione dello spazio su scheda rappresenta il vincolo principale, il package UDFN6B offre 1,25 W di dissipazione termica da un'area compatta di 2,0 mm per 2,0 mm.

Resistenza in stato di conduzione e denominazioni dei componenti
Ridurre al minimo le perdite di conduzione è fondamentale per l'efficienza complessiva del sistema sia nelle apparecchiature industriali pesanti sia nei dispositivi di consumo come scaldabagni e robot aspirapolvere. I componenti raggiungono una bassa resistenza in stato di conduzione (R_DS(ON)) nonostante le loro dimensioni fisiche compatte.

I dispositivi da 100 V progettati per linee di alimentazione a 48 V — che comprendono i modelli SSM3K387R (SOT-23F), SSM6K387R (TSOP6F) e SSM6K387NU (UDFN6B) — operano con una R_DS(ON) di 198 mΩ. Per i sistemi a 24 V, i dispositivi da 60 V sono disponibili in due livelli di resistenza. Il livello da 99 mΩ include i modelli SSM3K388R, SSM6K388R e SSM6K388NU, adatti per percorsi a corrente più elevata. Un livello da 200 mΩ, che comprende i modelli SSM3K389R, SSM6K389R e SSM6K389NU, è progettato per funzioni di commutazione ausiliarie a corrente inferiore.

Contesto aggiuntivo
Questa sezione descrive in dettaglio le specifiche tecniche e il benchmarking competitivo non inclusi nel comunicato stampa originale.

Nel mercato dei MOSFET di potenza discreti inferiori a 100 V, i componenti vengono continuamente valutati in base alla resistenza specifica in stato di conduzione (R_DS(ON)) per unità di superficie (mm^₂) e alla resistenza termica dalla giunzione all'ambiente. Dispositivi simili a canale N da 100 V in package compatti sono prodotti da concorrenti come Infineon Technologies e onsemi. Ad esempio, i MOSFET industriali da 100 V di Infineon alloggiati in package SuperSO8 o SOT-223 puntano frequentemente a valori R_DS(ON) ultra-bassi, inferiori a 10 mΩ, per backplane di server ad alta corrente. Tuttavia, tali package occupano un'area su scheda significativamente più ampia (ad esempio, 5,0 mm x 6,0 mm) rispetto all'ingombro di 2,0 mm x 2,0 mm dell'UDFN6B. I valori di 198 mΩ e 99 mΩ dei dispositivi Toshiba di recente introduzione li posizionano specificamente per la commutazione ausiliaria di potenza medio-bassa, la traslazione di livello e i circuiti di pilotaggio del gate in cui l'estrema miniaturizzazione della scheda e la bassa carica del gate sono prioritarie rispetto alla massima capacità di trasporto della corrente.

Edito da Aishwarya Mambet, redattrice di Induportals, con il supporto dell’IA.

www.toshiba.com