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微硕WSF90P03 P沟MOSFET:汽车座椅通风“无感静音开关”

随着“零重力”座椅普及,通风风机从有刷升级为三相无刷,要求驱动开关在-12 V平台下提供-20 A连续电流,且开关噪声2

随着“零重力”座椅普及,通风风机从有刷升级为三相无刷,要求驱动开关在-12 V平台下提供-20 A连续电流,且开关噪声<25 dB,否则放大用户耳旁“嗡嗡”异响。传统继电器体积大、拉弧明显;普通P沟MOS又受限于-30 V耐压与mΩ级阻值。微硕WINSOK WSF90P03(-30 V/-85 A/5 mΩ,TO-252-2L)凭借5 mΩ超低导通电阻与408 mJ雪崩能量,成为座椅通风BLDC驱动“无感静音开关”的理想选择。

一、部件痛点

风机峰值-25 A,持续100 ms,堵转时达-40 A,器件必须-85 A连续、-240 A脉冲能力且不触发保护。

电池跌落6 V,要求-4.5 V驱动即可满载导通,降低高边栅极电荷泵设计难度。

风机藏于发泡海绵内,环境温度85 ℃,空间仅10 mm×8 mm,需RθJA<62 ℃/W,连续工作结温<125 ℃。

线性调风0-100 %,PWM频率20 kHz-40 kHz,对开关时间、反向恢复提出<50 ns要求,避免可闻噪声。

二、WSF90P03关键特性

-30 V BVDSS,单颗覆盖12 V/24 V平台,雪崩耐量408 mJ,-30 A感性回灌实测通过。

5 mΩ(@-10 V),-20 A时导通压降仅0.1 V,功耗2 W,比6 mΩ竞品降低17 %,铝基板即可散热。

Qg 37 nC,-10 V驱动下开通15 ns,关断85 ns,支持40 kHz高速PWM,风机声压级下降3 dB。

RθJC 2.4 ℃/W,配合1 in²铜皮,RθJA 25 ℃/W(t≤10 s),85 ℃环温下连续-25 A时结温<115 ℃。

反向恢复trr 34 ns,Qrr 19 nC,关断过冲<12 V,EMI一次通过CISPR 25 Class 5。

三、座椅通风BLDC驱动实例拓扑:三相全桥,六颗WSF90P03作高边开关,下桥用N沟,形成同步整流,降低体二极管损耗。驱动:-10 V栅极驱动器,死区400 ns,体二极管续流,省去外置肖特基。静音:• 电流环:0.5 mΩ分流,硬件过流-30 A关断,<5 µs,防止风机卡滞烧毁线束。• 雪崩吸收:断电时风机能量经WSF90P03体二极管回馈,408 mJ实测通过,无TVS。• 温度:铝基板背面露铜+导热垫,100 ℃降额,115 ℃关闭,符合ASIL-B。实测:-40 ℃冷启动,电池7 V仍可输出-20 A;40 kHz PWM,声压级22 dB,低于环境噪声。

四、性能对比与市面-30 V/6 mΩ方案相比,WSF90P03导通损耗降低17 %,开关损耗降低25 %,整体效率提升1 %,PCB面积缩小20 %,BOM成本节省0.03 USD,且雪崩能力翻倍,省去并联器件。

五、结论WSF90P03以-30 V高耐压、5 mΩ超低导通电阻与408 mJ雪崩能量,为汽车座椅通风无刷风机提供“高边大电流-无感静音”开关方案,实现-40 ℃极速启动、零TVS、低成本。随着零重力座椅与按摩通风一体化普及,WSF90P03将在更多“隐藏风机”中发挥“无感静音开关”关键作用,助力整车厂打造图书馆级静谧座舱。