MOSFET a basso RDS(on) ottimizzano l’efficienza energetica automotive

STMicroelectronics ha presentato una nuova serie di MOSFET N-channel a basso RDS(on) basati sulla tecnologia Smart STripFET F8, progettati per migliorare l’efficienza di conduzione e il comportamento termico in applicazioni automotive con vincoli di spazio, come le unità di distribuzione di potenza e i sistemi di gestione della batteria.

Efficienza di conduzione nei sistemi automotive ad alta corrente
Il primo dispositivo della serie, STL059N4S8AG, è specificato per una tensione di 40V, una corrente continua di 420A e un RDS(on) tipico di 0,59mΩ. Queste caratteristiche rispondono direttamente ai vincoli di efficienza nei percorsi ad alta corrente, dove le perdite di conduzione (I²R) influenzano in modo significativo le prestazioni a livello di sistema. Una resistenza di conduzione ridotta limita la dissipazione di potenza sia in condizioni stazionarie sia durante i transitori di carico, aspetto rilevante per applicazioni quali la distribuzione di potenza e i sottosistemi dei powertrain elettrificati.

Il dispositivo è integrato in un package PowerFLAT 5x6, che consente di ridurre l’ingombro su PCB mantenendo una dissipazione termica efficace. Ciò è reso possibile da una bassa resistenza termica e da una distribuzione ottimizzata del calore, che supportano un funzionamento fino a una temperatura massima di giunzione di 175°C. Il package include inoltre terminali con wettable flanks, che facilitano l’ispezione ottica automatizzata (AOI) nei processi di assemblaggio automotive. Il dispositivo è qualificato secondo lo standard AEC-Q101.

Tecnologia Smart STripFET F8 e ottimizzazione del silicio
La tecnologia Smart STripFET F8 si basa sull’architettura trench STripFET, introducendo una struttura di gate modificata che migliora la conducibilità del canale e l’efficienza dell’area di silicio. Questo consente di ottenere un die più compatto a parità di corrente nominale, con benefici in termini di integrazione nei moduli elettronici e di ottimizzazione dei costi.

La tecnologia è progettata per applicazioni in cui la riduzione delle perdite di conduzione rappresenta un vincolo progettuale primario. Nei sistemi automotive di distribuzione di potenza ad alta corrente, questi MOSFET possono essere utilizzati in combinazione con driver di gate STi²Fuse VIPower, che offrono funzioni di protezione programmabili, tra cui l’interruzione regolabile dei guasti. Questa integrazione contribuisce alla protezione di piste PCB, connettori e cablaggi, migliorando la robustezza del sistema.

Impatto sui sistemi di gestione della batteria
Nei sistemi di gestione della batteria (BMS), i MOSFET sono impiegati nei percorsi di carica e scarica, nel bilanciamento delle celle e nelle funzioni di protezione. La riduzione del RDS(on) migliora l’efficienza durante i cicli di carica e scarica, riducendo le perdite resistive e il carico termico. A livello di veicolo, questo si traduce in un utilizzo più efficiente dell’energia immagazzinata nella batteria, contribuendo a estendere l’autonomia a parità di condizioni operative.

Roadmap di prodotto e scalabilità
Il dispositivo STL059N4S8AG è già disponibile in produzione in versione automotive. Sono previste ulteriori varianti basate sulla stessa piattaforma Smart STripFET F8, tra cui dispositivi con differenti livelli di corrente e resistenza, come una versione da 350A con RDS(on) di 0,75mΩ e una da 780A con 0,35mΩ. Questa gamma consente la scalabilità per diversi requisiti di corrente all’interno dell’ecosistema dati automotive, dalle architetture di distribuzione decentralizzate ai sistemi di batteria centralizzati.

A cura di Evgeny Churilov, Induportals Media-Adattato da AI.

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