前言

電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)正在經(jīng)歷一場(chǎng)高頻化的變革。從電動(dòng)工具到工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備，越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)開(kāi)關(guān)頻率提出了更高要求。高頻化意味著更精細(xì)的電機(jī)控制、更低的運(yùn)行噪音，以及更高的系統(tǒng)效率。然而，傳統(tǒng)功率器件在高頻工作時(shí)面臨開(kāi)關(guān)損耗急劇增加的挑戰(zhàn)。

SGT MOSFET憑借其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，成為電機(jī)驅(qū)動(dòng)高頻化的理想選擇。

SGT MOSFET是什么

要理解SGT MOSFET的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，首先需要了解傳統(tǒng)溝槽MOSFET的結(jié)構(gòu)局限。

在傳統(tǒng)的溝槽型MOSFET中，柵極被刻蝕進(jìn)硅片形成溝槽，電流在溝槽側(cè)壁的MOS溝道中流動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)大幅提升了功率器件的功率密度，但隨著應(yīng)用對(duì)高頻性能的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)溝槽結(jié)構(gòu)的短板逐漸顯現(xiàn)。

SGT MOSFET在傳統(tǒng)溝槽結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，于溝槽底部引入了屏蔽柵結(jié)構(gòu)。這個(gè)屏蔽柵與源極電位相同，它的存在使得柵極與漂移區(qū)之間的電容大幅減小，同時(shí)優(yōu)化了漂移區(qū)內(nèi)部的電場(chǎng)分布。屏蔽柵就像一道“隔離墻”，將柵極的高頻開(kāi)關(guān)動(dòng)作與漂移區(qū)的工作狀態(tài)隔離開(kāi)來(lái)，既保證了柵極控制的快速響應(yīng)，又不影響器件的耐壓能力。

這種結(jié)構(gòu)上的微小改動(dòng)，帶來(lái)的是性能上的顯著提升。

器件的優(yōu)劣，最終體現(xiàn)在參數(shù)上。SGT MOSFET在幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)上，都展現(xiàn)出了經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的性能優(yōu)勢(shì)。

SGT MOSFET的核心參數(shù)優(yōu)勢(shì)

更低的導(dǎo)通電阻是SGT MOSFET最直觀的優(yōu)勢(shì)。更低的導(dǎo)通電阻意味著更小的導(dǎo)通損耗。在電機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)通損耗是系統(tǒng)熱損耗的主要來(lái)源之一。更低的導(dǎo)通電阻Rds(on)直接轉(zhuǎn)化為更低的發(fā)熱量和更高的運(yùn)行效率。

更低的柵電荷是高頻性能的關(guān)鍵。柵電荷Qg決定了器件從關(guān)斷到完全導(dǎo)通所需的驅(qū)動(dòng)能量。SGT MOSFET的柵電荷更小，驅(qū)動(dòng)電路可以更快完成充放電過(guò)程，開(kāi)關(guān)動(dòng)作更加干脆。對(duì)于需要頻繁啟停的電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)不可忽視的優(yōu)勢(shì)。

更好的FOM(品質(zhì)因數(shù))是綜合性能的體現(xiàn)。FOM等于導(dǎo)通電阻Rds(on)乘以柵極電荷Qg，是衡量MOSFET在導(dǎo)通損耗與開(kāi)關(guān)損耗之間平衡能力的重要指標(biāo)。SGT MOSFET在這項(xiàng)指標(biāo)上表現(xiàn)更優(yōu)，意味著設(shè)計(jì)者可以在不犧牲效率的前提下實(shí)現(xiàn)更高的開(kāi)關(guān)頻率。

為什么適合電機(jī)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)景

電機(jī)驅(qū)動(dòng)對(duì)功率器件的要求是綜合性的，不同于只需側(cè)重單一指標(biāo)的應(yīng)用，電機(jī)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)景考驗(yàn)的是器件的整體均衡能力。

高頻開(kāi)關(guān)是現(xiàn)代電機(jī)控制的主流趨勢(shì)。為了獲得更精細(xì)的轉(zhuǎn)矩控制、降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)的可聽(tīng)噪音，越來(lái)越多的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用更高的PWM載波頻率。傳統(tǒng)功率器件在高頻工作時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗會(huì)急劇上升。SGT MOSFET憑借其低Qg特性，可以有效控制開(kāi)關(guān)損耗的增長(zhǎng)曲線(xiàn)，讓高頻運(yùn)行更加可行。

低導(dǎo)通電阻帶來(lái)的收益不僅體現(xiàn)在效率上，還體現(xiàn)在散熱設(shè)計(jì)上。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)往往需要在緊湊空間內(nèi)持續(xù)工作，發(fā)熱問(wèn)題直接影響系統(tǒng)的可靠性和壽命。使用導(dǎo)通電阻更低的SGT MOSFET，可以在相同散熱條件下輸出更大功率，或者在相同功率輸出時(shí)采用更小體積的散熱方案。

抗沖擊能力是電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用對(duì)器件的特殊要求。電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流、堵轉(zhuǎn)時(shí)的超大電流，都對(duì)功率器件的魯棒性提出考驗(yàn)。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的SGT MOSFET結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在這些方面也有著可靠的表現(xiàn)。

SGT MOSFET適用的場(chǎng)景

SGT MOSFET的優(yōu)勢(shì)，使其在多種電機(jī)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)景中都能發(fā)揮作用。

在無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，SGT MOSFET是三相橋臂功率開(kāi)關(guān)的理想選擇。電動(dòng)工具的無(wú)刷電機(jī)控制器、電動(dòng)自行車(chē)和電動(dòng)摩托車(chē)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，SGT MOSFET的高頻特性和低損耗優(yōu)勢(shì)都能得到充分發(fā)揮。

在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方面，低導(dǎo)通電阻可以降低電機(jī)繞組的I2R損耗，高開(kāi)關(guān)速度則有助于縮短死區(qū)時(shí)間、提升斬波頻率，改善電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性。

伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)有更嚴(yán)格的要求，SGT MOSFET同樣能夠提供經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的性能支撐。

結(jié)語(yǔ)

電動(dòng)工具領(lǐng)域?qū)β拭芏群妥非髲奈赐Ｖ?。采用SGT MOSFET的無(wú)刷電機(jī)控制器，已經(jīng)在電動(dòng)工具市場(chǎng)得到廣泛驗(yàn)證。合科泰可提供多款SGT MOSFET產(chǎn)品，涵蓋30V至150V電壓等級(jí)，適配不同功率需求的電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。 如有選型需求或樣品申請(qǐng)，可與合科泰團(tuán)隊(duì)取得聯(lián)系。

公司介紹

合科泰成立于1992年,是一家集研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售一體化的專(zhuān)業(yè)元器件高新技術(shù)及專(zhuān)精特新企業(yè)。專(zhuān)注提供高性?xún)r(jià)比的元器件供應(yīng)與定制服務(wù)，滿(mǎn)足企業(yè)研發(fā)需求。

產(chǎn)品供應(yīng)品類(lèi)：全面覆蓋分立器件及貼片電阻等被動(dòng)元件，主要有MOSFET、TVS、肖特基、穩(wěn)壓管、快恢復(fù)、橋堆、二極管、三極管、電阻、電容。

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合科泰在始終以“客戶(hù)至上、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”為核心，為企業(yè)提供穩(wěn)定可靠的元件。