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意法半导体高压MOSFET明星产品深度解析

意法半导体工业电子 来源:意法半导体工业电子 2025-12-03 09:57 次阅读
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高压MOSFET作为功率半导体领域的核心器件,凭借高耐压、低损耗、高速开关的核心优势,已成为工业电源新能源储能、汽车电动化等场景实现高效能量转换的“关键引擎”。意法半导体深耕高压MOSFET技术研发,以全系列产品与创新方案,为多领域发展注入强劲动力。

意法半导体高压MOSFET工业领域布局

数据中心5G对更高功率密度系统的需求十分迫切,更高效的拓扑结构也需要定制化技术来支撑;绿色能源发展带动了电动汽车供能、储能基础设施以及家用太阳能系统的能量需求,充电桩市场也随着电动汽车的普及而快速增长。这些都是高压MOSFET的关键增长领域。

意法半导体高压MOSFET在工业市场的应用领域广泛,涵盖网络电源、可再生与高功率、工业及多细分领域等板块。

ST高压MOSFET拥有丰富的产品系列,包括600V、650V的M2/DM2/DM6系列,650V M5系列,800V、950V、1200V、1500V、1700V的K5系列等,同时推出了新的250V、600V、650V M9/DM9系列,新的800V K6系列,950V K6系列处于开发中,并引入了TO-LL、PowerFLAT等新封装选项,为工业领域的高效能量管理提供了多元且有力的技术支撑。

ST高压MOSFET的车载应用方案

汽车电子领域,随着车载充电机DC-DC转换器对高功率密度系统的需求持续攀升,高效拓扑结构的定制化技术成为核心支撑点。伴随可持续出行需求的爆发式增长,汽车电动化浪潮加速演进,电池组管理对超高电压技术的依赖度日益加深,同时车载发电机逆变器(OBGI)的DC-AC转换技术为电动汽车的电源输出开辟了全新路径,这些都成为该领域关键的技术发展趋势。

在汽车领域中,ST高压MOSFET可应用于车载充电器、DC-DC转换器、电池管理系统等核心板块。

产品包括600V、650V的M2/DM2/DM6系列、650V M5系列、800V/950V/1200V K5系列、600V/650V DM9系列等,250V/350V/450V DM9系列、800V/950V K6系列正处于开发阶段,还推出了ACEPACK SMIT、HU3PAK等新封装选项。

明星产品深度解析

M9/DM9系列

ST的MDmesh M9/DM9系列超结MOSFET涵盖250V、600V和650V电压等级,旨在实现最高的应用效率。它有着出色的超低品质因数(RDS(on)×Q₉),能提升功率等级和功率密度,助力打造更紧凑的解决方案;同时,其快速嵌入式二极管在硬开关和软开关性能上有明显改进,还能提高系统的坚固性。该系列产品主要应用于电信数据中心、太阳能及储能系统等领域,为这些场景的高效能量管理提供了有力支持。

M9 VS M6

与M6系列相比,M9系列导通压降和开关速度更快,更适合高速软开关和硬开关应用,如通信电源、高效率的服务器电源及光伏储能,电压等级包括250V、600V、650V。

下图是M9在400V、输入1500W的PFC应用测试结果。在40-45mΩ情况下,M9在整个曲线上的效率比M5、M6及竞争对手均有明显提升。

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K6系列

800–950V MDmesh K6系列超结MOSFET专为高压应用场景打造。该系列非常适用于LED照明应用以及基于反激拓扑的辅助开关电源(SMPS)。在800V电压范围内,它拥有业内领先的导通电阻(RDS(on)),能帮助设计师提升系统功率密度,实现更紧凑的解决方案。应用领域涵盖照明、辅助SMPS以及电能计量(e-metering)等场景,为这些高压应用提供了高效的器件选择。

相比K5系列,K6系列导通电阻(RDS(on))降低了60%(从630mΩ降至220mΩ),能实现更紧凑的解决方案,还可降低电路板高度。在阈值电压(VGS(th))上,K6系列的驱动电压更低、损耗更小且公差更严。而在栅极电荷(Qg)方面,K6系列表现更优,能带来更高的效率和更低的功率损耗。

如下图,在75W的反激电源测试中,负载范围20%-100%情况下,K6都可提供0.5%-1%的提升。同为DPACK封装情况下,K5可实现630mΩ阻抗,K6可实现240mΩ阻抗,器件阻抗更小,功率密度和效率更高。

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充电桩与储能领域的全链路支撑

ST为充电桩和储能场景中提供丰富的高压MOSFET产品,包括PFC的AC/DC、DC/DC软开关应用,以及辅助电源中的反激应用,涵盖电动汽车充电站(4-30kW)、可再生能源发电与储能(0.5-11kW)场景的系统解决方案。

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PFCAC/DC转换器通常为硬开关,对应产品为M5系列和最新的、效率更高的M9系列。

DC/DC软开关对应产品是目前大量量产的DM6系列。ST还推出了DM9系列,开关速度更高,效率更高。

在反激应用中,充电桩、光伏及各种储能系统都需要辅助电源,可选择950V1000V1200V的K5系列,以及最新的效率更高、封装更小的800V K6系列。

ST以丰富的产品矩阵、领先的性能参数与多元的封装选项,构建了从工业到汽车领域的高压MOSFET全场景解决方案。从M9/DM9系列的低品质因数、高可靠性,到K6系列的导通电阻突破,每一次技术升级都精准匹配行业对效率、紧凑性与稳定性的需求。未来,ST将持续深耕高压MOSFET创新,以更优产品赋能新能源、智能汽车与工业数字化,为全球功率半导体高质量发展注入动力。

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原文标题:从数据中心到电动汽车:意法半导体高压MOSFET的高效能量转换之路(文末有福利)

文章出处:【微信号:意法半导体工业电子,微信公众号:意法半导体工业电子】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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