Aufgrund der Verbrauchernachfrage und staatlicher Regulierungen ist die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen weiterhin sehr groß. So wie Elektrofahrzeuge effizienter sind als ihre benzinbetriebenen Vorgänger, sind auch die neuesten Generationen von Elektrofahrzeugen effizienter als frühere Generationen. Gründe dafür sind vor allem technologische Verbesserungen und Innovationen, wobei Hersteller immer mehr EV-spezifische Lösungen anbieten. In diesem Artikel geht es um den DMTH4M70SPGWQ, einen neuen 40-V-MOSFET von Diodes, der für die hohen Ansprüche und Effizienzanforderungen von Elektrofahrzeugen ausgelegt ist.
Derzeit durchlebt die Automobilindustrie im Zuge des schnellen Übergangs von Verbrennungsmotoren auf Elektrofahrzeuge (EVs) eine Phase umwälzenden Wandels. Weltweit erlassen Regierungen immer strengere Vorschriften und fordern niedrigere Emissionen. Elektrofahrzeuge bieten die einzige Möglichkeit, diese Ziele zu erreichen.
Dieser Wandel führt zu neuen Anforderungen an die Stromversorgungselektronik im Automobilsektor, wozu Lade- und Motormanagementsysteme, Wandler und Motorantriebe gehören. Für alle diese Anwendungen benötigen Entwickler immer effizientere Leistungskomponenten. Durch die Minimierung von Leistungsverlusten können sie die Reichweite von Fahrzeugen verbessern, was für Käufer ein sehr wichtiges Differenzierungsmerkmal ist. Eine höhere Effizienz verringert außerdem die von den Komponenten abgegebene Wärme, wodurch kompaktere Designs möglich und thermische Probleme, wie etwa geringere Zuverlässigkeit, reduziert werden.
Neben der Effizienz legen Ingenieure auch großen Wert auf kompakte Komponenten mit geringem Platzbedarf, die ihnen bei der Entwicklung von Designs mit hoher Leistungsdichte helfen. Darüber hinaus müssen alle in Fahrzeugen verwendeten Geräte auch unter widrigen Bedingungen zuverlässig funktionieren und den geltenden Standards im Automobilsektor entsprechen.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, hat Diodes Incorporated den DMTH4M70SPGWQ eingeführt, einen 40-V-MOSFET mit hervorragender Effizienz. Dies ist der erste von Diodes angekündigte MOSFET im neuen neuen PowerDI®8080-5-Gehäuse des Unternehmens, einem Hochstromgehäuse mit hoher thermischer Effizienz. Der MOSFET ist für Anwendungen wie Hochleistungs-BLDC-Motortreiber, Hochleistungs-DC-DC-Wandler, Servolenkungen und Ladesysteme gedacht.
Der neue MOSFET erreicht die niedrigste Gütezahl aller automobiltauglichen 40-V-MOSFETs im PowerDI®8080-5-Gehäuse. Dies ermöglicht eine höhere Leistungsdichte und effizientere Designs als mit Lösungen von Mitbewerbern.
Der DMTH4M70SPGWQ bietet einen typischen RDS(ON)-Wert von lediglich 0,54 mΩ bei einem Gate-Antrieb von 10 V, während seine Gate-Ladung 117 nC beträgt. Diese branchenführende Leistung maximiert die Systemeffizienz und stellt gleichzeitig sicher, dass Verlustleistung und Schaltverluste auf ein absolutes Minimum reduziert werden.
Der MOSFET ist nach AEC-Q101 qualifiziert, PPAP-fähig und wird in nach IATF 16949 zertifizierten Einrichtungen hergestellt. Durch seine Temperaturbeständigkeit bis +175 °C ist er ideal für Einsatzbereiche mit hohen Umgebungstemperaturen geeignet. Seine Gull-Wing-Anschlüsse erleichtern die optische Inspektion (AOI) und erhöhen die Zuverlässigkeit bei Hochtemperaturzyklen.
Die Fläche der Leiterplatte beträgt lediglich 64 mm2, also 40 % weniger als beim Gehäuseformat TO263 (D2PAK). Dazu kommt das Off-Board-Profil von 1,7 mm, das damit um 63 % niedriger ist als das eines TO263-Modells.
Die Kupferklemmenverbindung zwischen dem Chip und den Anschlüssen ermöglicht einen niedrigen thermischen Widerstand von 0,36 °C/W zwischen Verbindung und Gehäuse. Dadurch kann das PowerDI 8080-5-Gehäuse Drain-Ströme bis zu 460 A verarbeiten und eine Leistungsdichte liefern, die achtmal höher ist als bei einem TO263-Gehäuse. Dazu verringert das Clip-Design die parasitäre Induktanz und verbessert die Leistung in Bezug auf elektromagnetische Interferenzen (EMI).
Während sich die Automobilindustrie rasch auf eine Zukunft mit Elektrofahrzeugen einrichtet, ermöglicht der DMTH4M70SPGWQ Designs mit hoher Leistungsdichte, die höchste Effizienz für batteriebetriebene Fahrzeuge liefern.