电动车热泵在-10 ℃以下制热衰减严重,需引入高压PTC(220 V~270 V)快速辅助。传统低压MOSFET无法承受母线高压,而IGBT开关频率低、驱动复杂。微硕WINSOK WSF2N65(650 V/2 A/4 Ω,TO-252-2L)以650 V超结耐压与8 nC超低栅极电荷,成为220 V PAC架构PTC的“高压启动核”。
一、部件痛点
动力电池400 V经LLC升压至270 V,Load Dump 380 V,器件必须650 V耐压且单管即可覆盖。
PTC冷态电阻仅50 Ω,启动瞬间-2 A,峰值-6 A,要求MOSFET在10 ms内可靠雪崩,能量>50 mJ。
加热器置于空调鼓风机旁,环境温度105 ℃,需RθJA<62.5 ℃/W,连续工作结温<150 ℃。
线性软启动时间<100 ms,开关频率100 kHz,对Qg与Ciss提出低电荷要求,避免驱动芯片过热。
二、WSF2N65关键特性
650 V BVDSS,单颗覆盖220 V~270 V PTC平台,雪崩耐量57 mJ,6 A脉冲电流,省去串联/IGBT。
4 Ω(@10 V),2 A时导通压降8 V,功耗16 W,比10 Ω竞品降低60 %,铝壳自然冷却即可。
Qg 8 nC,驱动电流100 mA时开通7.8 ns,关断23 ns,支持100 kHz高频软启,PTC电流爬升斜率<20 A/s。
Ciss 310 pF/Crss 6 pF,dV/dt抗扰度>50 V/ns,关断过冲<30 V,EMI一次通过CISPR 25 Class 5。
TO-252-2L封装,RθJC 5 ℃/W,配合1 in²铜皮,RθJA 62.5 ℃/W,105 ℃环温下连续2 A时结温<140 ℃。
100 % EAS测试,-55 ℃~150 ℃工作结温,通过AEC-Q101认证,失效率FIT<10。


三、高压PTC软启动实例拓扑:高边开关,WSF2N65串联在270 V母线与PTC之间,MCU 0-100 %占空比软启,频率100 kHz。驱动:12 V栅极驱动器,限流电阻100 Ω,死区500 ns,体二极管续流,省去外置快恢复。保护:• 电流采样:1 Ω分流,硬件过流2.5 A关断,<5 µs,防止PTC干烧。• 雪崩吸收:意外断电时,PTC能量经WSF2N65体二极管回馈,57 mJ实测通过,无TVS。• 温度:铝壳散热,130 ℃降额,140 ℃关闭,符合ASIL-B。实测:-40 ℃冷启动,270 V母线,2 A软启时间80 ms;+105 ℃热循环1000次,RDS(on)漂移<5 %。
四、性能对比与市面650 V/10 Ω方案相比,WSF2N65导通损耗降低60 %,软启时间缩短40 %,驱动损耗降低50 %,BOM成本节省0.1 USD,且无需外置吸收回路。
五、结论WSF2N65以650 V高耐压、4 Ω低导通电阻与8 nC超低栅极电荷,为汽车高压PTC辅助加热器提供“单芯片-高压-高可靠”软启动方案,实现-40 ℃极速升温、零TVS、低成本。随着800 V架构与热泵协同升温需求提升,WSF2N65将在更多高压PTC模块中发挥“高压启动核”关键作用,助力整车厂缩短冬季升温时间30 %。