采用工业功率MOSFET的锂离子电池解决方案

由于受2019年底以来covid19的影响,新的生活模式漸漸形成,diy(自己动手制作)的趋势也越来越大,对电动工具和割草机的需求也在增加。 最近,一些工業工具(专业用途)的产品都可以在商場家品部的楼层中被发现,以针对家用市場。
过去,ac型(带电源线的电源)产品是主流,但 dc型(由锂离子电池供电)产品由于工作范围没有限制并且可加工性好而一直在增加。 在这个电路中,功率半导体做了非常重要的工作。 事实上,锂离子电池配备了保护电路,以确保在 发生异常时的安全。 那么,生产商在计划和制造这些产品時有那些期望并遇到什么问题呢?
客户的期望:“高可靠性”和“压制温升”
高可靠性:由于它是一個在电池发生异常(例如过电流)时关闭电 源线的关键器件,因此功率器件必须难 以損壞。
压制温升:由于在大电流流动时电池中电源线上的损耗会产生热量,因此锂离子电池的安全性受到威胁。 对于锂离子电池来说,减少这种损耗非常重要。 因此,用于关断的功率器件也需要较低的损耗(=较低的导通电阻)。
节约bom成本:在确保与现有产品相同的安全水平同时减少bom成本 。
瑞萨电子的功率器件可以怎樣支持这些客户的期望和挑战呢?
瑞萨电子的思考:不仅解决功率半导体,还包括外围 元件等问题
针对汽车和工业领域“高可靠性”和 “低损耗”的市场要求,瑞萨电子准 备了功率mosfet系列。 我们的产品价值廣受客户认可,因此,我们 的设备被全球廣泛应用。 如果您有兴趣,请参阅链接(汽车链接,工业链接)。 下一代产品的开发重点是提高性能(=更低的导通电阻), 但这种性能改进也有一天会受到限制。
因此,我们将电阻器聚焦用于电流检测(=分流电阻器),该电阻器也插入锂离子电池的电源 线上。 当电流流动时,该分流电阻器产生 的热量与功率半导体一样多。为了减少这种热量在分流电阻器中的产 生,电阻值必须降低,但也有副作用。 较低的电阻值会降低分流电阻的信号 电平,并且需要进行信号检测以检查电路和 产品配置(在最坏的情况下,成本上升)。 为了降低该分流电阻的电阻值, 还具有电阻值不能为“零” 的限制。因此,基本上系统的性能改进取决于功率半导体。
为了突破这一权衡问题,“无分流解决方案”正在 研发中,该解决方案可以通过具有电流检测 功能的功率mosfet与bmic相结合来实现(电池管理ic:请参阅链接,在这 种情况下使用raj240100gfp)。 這可以減少“分流电阻器”(其中一個发热因素),並可以大大降低温度。 此外,与 mosfet 和分流电阻的 bom 相比,它可以降低约 6%。 我们相信,这将进一步提高锂离子电 池的安全性,並扩大可用的应用范围,例如在相同的热量下能够支持更高的输出。
除此之外,瑞萨提供了数十种全新的“成功产品组合”, 引入了整体解决方案。


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