Blog dell'azienda Infineon BSC500N20NS3G 200V OptiMOS™ 3 Transistor MOSFET di potenza a canale N

Infineon BSC500N20NS3G Transistor MOSFET di potenza a canale N OptiMOS™ 3 da 200 V

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd., in qualità di fornitore leader nel settore dei componenti elettronici, ha costantemente immagazzinato e fornito gli BSC500N20NS3G transistor MOSFET di potenza a canale N OptiMOS™ 3 da 200 V ad alte prestazioni di Infineon.

【Panoramica del prodotto e caratteristiche principali】

Il transistor MOSFET BSC500N20NS3G OptiMOS™ da 200 V è una tecnologia all'avanguardia, ideale per la rettifica sincrona in sistemi a 48 V, convertitori DC-DC, alimentatori a batteria (UPS) e inverter per azionamenti di motori DC.

In termini di parametri elettrici fondamentali, l'BSC500N20NS3G presenta una tensione di rottura drain-source (Vdss) di 200 V e una capacità di corrente di drain continua (Id) di 24 A, posizionandolo come un prodotto di livello medio-alto all'interno della categoria dei MOSFET di potenza. La sua resistenza di accensione (RDS(on)) è di soli 42 mΩ (tipica), consentendo prestazioni eccellenti in termini di perdite di conduzione. Il dispositivo supporta una tensione gate-source (Vgs) di ±20 V, con una tensione di soglia gate (Vgs(th)) di 2 V, rendendolo adatto a vari progetti di circuiti di pilotaggio. In termini di prestazioni di commutazione, questo MOSFET presenta una carica di gate (Qg) di 20 nC e una carica gate-drain estremamente bassa (Qgd), combinata con un tempo di caduta di soli 7 ns e un tempo di salita di 5 ns, garantendo prestazioni di commutazione efficienti.

Dal punto di vista delle prestazioni termiche, l'BSC500N20NS3G ha una dissipazione di potenza (Pd) fino a 96 W e un ampio intervallo di temperature di esercizio (-55°C a +150°C), rendendolo adatto per applicazioni in varie condizioni ambientali. Il package TDSON-8 (noto anche come PG-TDSON-8) utilizzato nel dispositivo è di dimensioni compatte (5,9 mm × 5,15 mm × 1,27 mm), non solo risparmiando spazio sulla PCB, ma ottimizzando anche le prestazioni termiche. Questo formato di package supporta il montaggio superficiale (SMD/SMT), facilitando la produzione automatizzata, offrendo al contempo molteplici opzioni di confezionamento come Cut Tape, MouseReel e Reel per soddisfare le esigenze di diverse scale di produzione.

I vantaggi principali della tecnologia OptiMOS™ 3 di Infineon sono pienamente dimostrati nell'BSC500N20NS3G:

RDS(on) leader del settore: Ottiene una resistenza di accensione estremamente bassa attraverso una struttura a gate a trincea ottimizzata

Qg e Qgd più bassi: Riduce le perdite di pilotaggio e aumenta il potenziale di frequenza di commutazione

FOM (Figure of Merit) migliore al mondo: Una metrica delle prestazioni che valuta in modo completo le perdite di conduzione e commutazione

Conforme a RoHS e senza alogeni: Soddisfa i requisiti ambientali, con classificazione di sensibilità all'umidità MSL Livello 1

【Specifiche】

Polarità del transistor: Canale N

Numero di canali: 1 canale

Vds - Tensione di rottura drain-source: 200 V

Id - Corrente di drain continua: 24 A

Rds On - Resistenza drain-source: 42 mΩ

Vgs - Tensione gate-source: -20 V, +20 V

Vgs th - Tensione di soglia gate-source: 2 V

Qg - Carica di gate: 20 nC

Temperatura minima di esercizio: -55°C

Temperatura massima di esercizio: +150°C

Pd - Dissipazione di potenza: 96 W

Modalità canale: Modalità di miglioramento

Configurazione: Canale singolo

Tempo di caduta: 7 ns

Transconduttanza diretta - Valore minimo: 19 S

Altezza: 1,27 mm

Lunghezza: 5,9 mm

Tipo di prodotto: MOSFET

Tempo di salita: 5 ns

Tempo di ritardo di spegnimento tipico: 28 ns

Tempo di ritardo di accensione tipico: 14 ns

Larghezza: 5,15 mm

Peso unitario: 120,300 mg

【Vantaggi tecnici e analisi delle prestazioni】

Bassa resistenza di accensione e alta efficienza sono le caratteristiche tecniche più importanti dell'BSC500N20NS3G. La RDS(on) tipica di questo dispositivo a una temperatura ambiente di 25°C è di soli 42 mΩ, che è leader nella classe di tensione di 200 V dei MOSFET. La bassa resistenza di accensione si traduce direttamente in minori perdite di conduzione, in particolare nelle applicazioni ad alta corrente. Ad esempio, a una corrente nominale di 24 A, la perdita di conduzione è solo P = I² × R = 24² × 0,042 ≈ 24,2 W, che è inferiore del 15-20% rispetto a quella dei prodotti concorrenti comparabili. Questa elevata efficienza rende il BSC500N20NS3G particolarmente adatto per applicazioni in modalità di funzionamento continuo, come azionamenti di motori e sistemi di conversione di potenza.

In termini di prestazioni di commutazione, l'BSC500N20NS3G dimostra caratteristiche dinamiche eccezionali. Con una carica di gate totale (Qg) di 20 nC e una carica gate-drain estremamente bassa (Qgd), il dispositivo raggiunge rapide transizioni di commutazione: tempo di salita di soli 5 ns e tempo di caduta di 7 ns. Tali elevate velocità di commutazione riducono significativamente le perdite di commutazione, in particolare nelle applicazioni ad alta frequenza. In termini di tempi di ritardo di commutazione tipici, il ritardo di accensione (td(on)) è di 14 ns e il ritardo di spegnimento (td(off)) è di 28 ns. Questi parametri assicurano collettivamente che il dispositivo possa mantenere un funzionamento efficiente anche a frequenze di commutazione fino a diverse centinaia di kHz. Per gli ingegneri che progettano la rettifica sincrona o i convertitori DC-DC ad alta frequenza, queste caratteristiche significano che è possibile utilizzare componenti magnetici e condensatori di filtro più piccoli, riducendo così le dimensioni e i costi del sistema.

La capacità di gestione termica è un altro vantaggio chiave dell'BSC500N20NS3G. Il dispositivo utilizza un package TDSON-8 ottimizzato con eccellenti percorsi di conduzione termica. Il pad di drain di ampia area sulla parte inferiore del package può essere saldato direttamente alla PCB, utilizzando gli strati di rame della PCB come dissipatore di calore per una dissipazione del calore efficiente. Nelle applicazioni pratiche, questo design del package riduce significativamente la resistenza termica giunzione-ambiente (RθJA), consentendo al dispositivo di funzionare a temperature ambiente più elevate o di gestire correnti maggiori. In combinazione con un ampio intervallo di temperature di esercizio da -55°C a +150°C, il BSC500N20NS3G è ideale per applicazioni in ambienti difficili come apparecchiature di automazione industriale e sistemi elettronici automobilistici.

【Scenari applicativi tipici】

Il BSC500N20NS3G, con le sue eccellenti caratteristiche elettriche e affidabilità, ha trovato ampia applicazione in numerosi settori dell'elettronica di potenza. Dagli alimentatori industriali ai sistemi automobilistici, dalle apparecchiature di comunicazione all'elettronica di consumo, questo MOSFET di potenza OptiMOS™ 3 da 200 V offre soluzioni efficienti.

Le applicazioni di rettifica sincrona sono l'area di applicazione principale per l'BSC500N20NS3G. Negli alimentatori switching (SMPS) moderni, in particolare negli adattatori di alimentazione AC-DC e negli alimentatori per server, la tecnologia di rettifica sincrona ha sostituito la tradizionale rettifica a diodi Schottky, migliorando significativamente l'efficienza. La bassa resistenza di accensione (42 mΩ) e le caratteristiche del diodo del corpo veloce del BSC500N20NS3G lo rendono la scelta ideale per la rettifica sincrona sul lato secondario. Nei progetti reali, questo MOSFET può essere utilizzato in combinazione con circuiti integrati di controllo come l'UCC24612 per ottenere un'efficienza complessiva superiore al 92% in un alimentatore con uscita a 12 V/20 A, che rappresenta un miglioramento di 3-5 punti percentuali rispetto agli schemi di rettifica a diodi. Per i progetti di alimentazione ad alta densità, è possibile utilizzare più dispositivi BSC500N20NS3G in parallelo per soddisfare i requisiti di corrente elevata mantenendo al contempo un basso aumento di temperatura.

Il controllo motore nei sistemi a 48 V-110 V è un'altra area di applicazione chiave. Con lo sviluppo dell'automazione industriale, i motori BLDC a 48 V sono sempre più utilizzati in robot, AGV e utensili elettrici. La tensione nominale di 200 V dell'BSC500N20NS3G fornisce un ampio margine di tensione per i sistemi a 48 V e le sue rapide caratteristiche di commutazione supportano alte frequenze PWM (tipicamente 50-100 kHz), consentendo un controllo motore più fluido e un'ondulazione di coppia inferiore. In un tipico driver motore brushless trifase, sei dispositivi BSC500N20NS3G formano un inverter a ponte completo che, se abbinato a driver di gate come l'IR2106S, può pilotare carichi motore fino a 2 kW. La bassa caratteristica Qg del MOSFET consente inoltre l'alimentazione utilizzando un semplice circuito bootstrap, semplificando la progettazione dell'alimentazione isolata.

Nel campo dei convertitori DC-DC isolati, l'BSC500N20NS3G funziona eccezionalmente bene. Tali convertitori sono ampiamente utilizzati in apparecchiature di telecomunicazione, sistemi di controllo industriale e dispositivi medici, fornendo isolamento elettrico tra ingresso e uscita. Nelle topologie di convertitori risonanti LLC, le caratteristiche del diodo del corpo veloce e della bassa capacità di uscita (Coss) del BSC500N20NS3G riducono significativamente le perdite di commutazione, consentendo al convertitore di funzionare ad alte frequenze di 200-400 kHz, riducendo così in modo significativo le dimensioni dei trasformatori e dei componenti di filtro. Per i moduli DC-DC isolati di media potenza che vanno da 100 a 300 W, l'utilizzo di questo MOSFET raggiunge un'efficienza di picco superiore al 94%, soddisfacendo i requisiti dello standard 80Plus Titanium.

Anche i sistemi di alimentazione a batteria (UPS) beneficiano delle alte prestazioni dell'BSC500N20NS3G. Lo stadio inverter dei sistemi UPS online richiede interruttori di alimentazione efficienti e affidabili per garantire l'erogazione di alimentazione CA pulita a carichi critici durante le interruzioni di rete. Il BSC500N20NS3G viene utilizzato nel braccio del ponte inverter dei sistemi UPS da 1-3 kVA, con la sua tensione nominale di 200 V sufficiente a gestire un'uscita CA di 170 Vpk, mentre la sua bassa resistenza di accensione riduce la perdita di energia durante lo scaricamento della batteria, prolungando il tempo di backup. Rispetto alle tradizionali soluzioni IGBT, gli inverter UPS che utilizzano il BSC500N20NS3G raggiungono un miglioramento dell'efficienza del 2-3% riducendo al contempo i requisiti di gestione termica.

Altre applicazioni includono:

Ballast elettronici per lampade HID: Utilizza le caratteristiche di commutazione rapida per l'azionamento ad alta frequenza, eliminando lo sfarfallio visibile

Amplificatori audio di classe D: Supporta alte frequenze PWM, riducendo la THD e migliorando la qualità audio

Alimentatori per illuminazione a LED: Utilizzati nei circuiti di pilotaggio a corrente costante per migliorare l'efficienza energetica e l'affidabilità

Controller per biciclette elettriche: Fornisce una conversione di potenza efficiente nei sistemi a 48 V, prolungando l'autonomia della batteria