[参考译文] CSD18531Q5A：SOA 运行限制和可靠性

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请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1231909/csd18531q5a-soa-operating-limits-and-reliability

器件型号：CSD18531Q5A
主题中讨论的其他器件： CSD18532Q5B

您好！

我正在使用 MOSFET 器件–CSD18531Q5A。 MOSFET 用作理想二极管和负载开关。

最大稳态电流为16A、最大浪涌电流可能为42A。下面的电流波形显示了 MOSFET (黄色信号)经历的浪涌电流。我已经绘制了 SOA 图、它看起来在 MOSFET 的极限范围内。这不是反复出现的浪涌电流、也不是开关 MOSFET。我们正在寻求7000个周期的可靠性。在这些条件下、您是否发现在使用 MOSFET 时有任何问题？您是否还可以分享75摄氏度外壳温度下的降额 SOA？

10 个月前

0 admin 10 个月前

TI__Guru**** 657930 points

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你好 Niranjan，

感谢您关注 TI FET。浪涌事件持续约1ms。在最坏的情况下、我们可以采用方波电压和电流脉冲。对于 Vds = 8V 时的1ms 方波脉冲、从数据表中的 SOA 图来看、漏极电流约为 IDS = 70A。使用线性近似、Tc = 75°C 时的降额漏极电流计算如下：

Ids (TC=75°C)=70A x (TJmax - TC)/(TJmax - 25°C)=70A x (150°C - 75°C)/(150°C - 25°C)=42A

基于此、可以在这些条件下运行 FET。请单击以下链接查看应用手册。由于电流和电压都不是方波、因此您应在设计中留出额外裕度。在应用手册中、您将了解如何计算温度降额以及如何通过计算等效方波脉冲来处理非方波脉冲。第二个链接提供了有关 TI 如何在 FET 数据表中测试和规格 SOA 的更多详细信息。

https://www.ti.com/lit/an/sluaao2/sluaao2.pdf

https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/posts/understanding-mosfet-data-sheets-part-2-safe-operating-area-soa-graph

此致、

约翰·华莱士

TI FET 应用

0 admin 10 个月前

TI__Guru**** 657930 points

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您好、John：

感谢您的答复。

ZhengTao Dai 说：
基于此原因，可以在这些条件下操作 FET。请单击以下链接查看应用手册。由于电流和电压都不是方波、因此您应在设计中留出额外裕度。 [/报价]
考虑到它不是方脉冲、您是说我在设计中有额外的裕度？ MOSFET 能否承受该浪涌电流 CAN 7000次？

一般而言、将 MOSFET 运行在高于直流线路但处于 SOA 线路的限制范围内是否可以？例如、假设 Vds 为10V、IDS 为1A、反复出现的方波脉冲为500uS、电流介于直流和10ms 线路之间。对于 MOSFET 是否可以、或者是否对其施加了应力？

N·潘迪安

0 admin 10 个月前

TI__Guru**** 657930 points

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嗨、Niranjan：

从我之前的响应来看、8V/1ms 的70A SOA 电流基于电源的方波脉冲。正如我的回复中的博客所述、这就是 TI 如何在 FET 上执行 SOA 测试以防止出现故障。您提供的波形不是方波脉冲、包含的能量更少。我发送的应用手册包括一种通过均衡能量来估算非方波形的等效方波脉冲宽度的方法。请参阅随附的。我使用了电压和电流波形的线性近似值、将其乘以获得功率、并在浪涌时间内进行积分、以获得功率脉冲中的能量。然后我将它除以峰值功率、得到等效的方波脉冲宽度(585μs μ s)。最后、我估算了等效脉冲宽度下的 SOA 电流(~90A)、以及75°C 外壳温度(53.8A)下的降额。应用手册中都对此进行了介绍。只要运行条件不违反给定脉冲宽度的 SOA 限制线、FET 就应该在其生命周期内可靠运行。在这些条件下、CSD18531Q5A 在7000+个周期内运行应该没有问题。如果您有任何问题、请告诉我。

约翰

e2e.ti.com/.../CSD18531Q5A-SOA.pdf

0 admin 10 个月前

TI__Guru**** 657930 points

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你好,约翰,它现在提供了很多清楚。感谢您花时间对其进行详细解释。

0 admin 10 个月前

TI__Guru**** 657930 points

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您好、John：

1.数据表中提供的 SOA 是降额图还是实际的？如果是、它降额了多少？

2.是否为 MOSFET CSD18531Q5A 提供散热器？您能建议一些机制或器件型号吗？

谢谢。此致、

N·潘迪安

0 admin 10 个月前

TI__Guru**** 657930 points

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嗨、Niranjan：

再次感谢您关注 TI FET。如博客中所述、我在之前的回复中提供了一个链接、说明 TI 测试了故障、然后在数据表 SOA 图中降额了30%至40%。对于 CSD18531Q5A、热不稳定性区域降额30%。虽然从封装去除热量的主要路径是通过器件底部的大型散热(漏极)焊盘进入 PCB、但也可以为这些器件散热。相比之下、底部结到外壳的最大热阻为1°C/W、而封装顶部的最大热阻约为15°C/W。许多供应商为这些类型的器件制造散热器。以下是一些链接：

https://www.boydcorp.com/thermal/air-cooling/heat-sinks.html

https://wakefieldthermal.com/thermal-solutions/air-cooled/

在16A 稳态电流下、假设 TJ = 125°C、CSD18531Q5A 中的导通损耗约为2.1W。这在封装的能力范围内(最大~3W)、应该没问题。如果导通损耗过高且 FET 温度超出要求、则可以考虑升级到更低的导通电阻 FET、例如 CSD18532Q5B。这会将导通损耗降低到1.5W、但器件的成本更高。

我很好奇您为什么选择60V FET、而您的总线电压似乎只有20V。您可以为此应用使用40V 器件、甚至30V FET。这可能比60V 器件更具成本效益。

谢谢。

约翰

0 admin 10 个月前

TI__Guru**** 657930 points

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您好、John：

感谢您的详细解释。

我有另一个疑问从博客声明

"作为 SOA 曲线可靠性的最终保证、我们将每个测量到的热流失线从30-40%进行降额、具体取决于部件间的差异大小。"

它提到了部分到部分变化、这是否意味着、如果我采用一批 MOSFET、在某些样本中、SOA 限制可能会低至或高至30%？或者、这是否意味着在变化的基础上添加降额？

原谅我的无知,感谢你的耐心。

Niranjan Pandian.

0 admin 10 个月前

TI__Guru**** 657930 points

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嗨、Niranjan：

我们从故障点进行降级的原因是零件间存在差异。我不认为它会高达30%。我咨询了一位直接参与 SOA 测试和 FET 数据表设置限值的同事。他说30%是球队当时感到舒适的。 TI 拥有多种 FET 技术和系列。他还告诉我、我们的40V 和60V (包括 CSD18531Q5A)每个器件都非常一致(~5%)。这使我坚信该器件能够在您的应用中可靠地工作。

谢谢。

约翰

电源管理（参考译文帖）

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