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微硕WSF20N20G MOSFET:汽车电动转向助力“硬核”心脏

随着新能源汽车与智能驾驶快速普及,转向系统正由传统液压向电动助力(EPS)全面切换。EPS需在极短时间内完成大扭矩输出与

随着新能源汽车与智能驾驶快速普及,转向系统正由传统液压向电动助力(EPS)全面切换。EPS需在极短时间内完成大扭矩输出与精细电流调节,对功率器件提出“高耐压、低损耗、强瞬时”三大硬指标。微硕WINSOK推出的N沟道WSF20N20G(200 V/18 A/120 mΩ,TO-252-2L)凭借自对准平面工艺与低栅极电荷(Qg=40 nC),成为EPS三相逆变桥的理想开关。

一、部件痛点

电机额定母线电压多为48 V~120 V,但冷启动、甩负荷瞬间可达180 V,器件必须留足裕量。

助力电机峰值功率1 kW级,脉冲电流>50 A,要求MOSFET在100 kHz PWM下仍保持低导通损耗。

发动机舱-40 ℃~+125 ℃循环,器件需抗温度冲击、抗雪崩,确保转向“不卡滞、不失效”。

二、WSF20N20G关键特性

200 V BVDSS,单颗即可覆盖12 V/24 V/48 V整车平台,裕量>65 %,无需串联。

120 mΩ(@10 V)低RDS(on),18 A连续电流下导通损耗仅2.6 W,比同规格160 mΩ器件降低25 %,铝基板自然冷却即可。

72 A脉冲电流+340 mJ雪崩能量,可在电机堵转瞬间吸收反向能量,省去TVS,简化EMC设计。

40 nC总栅极电荷,配合3 A栅极驱动器,开关上升/下降时间<50 ns,降低交越损耗,提升系统效率至>97 %。

-55 ℃~150 ℃工作结温,通过AEC-Q101 1000 h高温反偏、1000次温度循环认证,失效率<1 ppm。

三、EPS应用实例主驱三相桥:每相两颗WSF20N20G并联,总导通电阻60 mΩ,峰值相电流50 A时功耗4.2 W;采用6层2 oz铜FR4散热,结温温升仅35 ℃,满足ISO 16750-4 85 ℃持续运行要求。失效安全:器件内置体二极管,反向恢复时间230 ns,可在H桥上下管短路时提供续流通道,配合MCU快速关断,实现<100 µs的“limp-home”安全模式。EMC优化:Crss仅76 pF,dV/dt抗扰度>50 V/ns,抑制高速开关带来的传导骚扰,轻松通过CISPR 25 Class 5。

四、设计要点

栅极驱动:推荐VGS=10 V,驱动电阻10 Ω,开关频率20 kHz,兼顾效率与EMI。

散热:顶层铜箔≥2 oz,底部加铝散热垫,RθJA可控制在45 ℃/W以内,无需风扇。

保护:在漏-源并100 nF陶瓷电容,吸收母线尖峰;栅-源并10 kΩ下拉电阻,防止开路误导通。

五、结论WSF20N20G以200 V高耐压、低导通损耗与强雪崩能力,精准匹配汽车EPS“高可靠、高效率、小型化”需求,助力整车实现节能6 %、减重1.2 kg,已在国内多款A级轿车与轻型卡车上批量装车。随着线控转向(SbW)渗透率提升,WSF20N20G将成为更多车型转向系统的“硬核”心脏。