随着汽车电子化程度不断提高,转向系统对高效功率器件的需求日益增长。微硕WINSOK推出的N沟道Trench MOS管WSF3089,以30 V/72 A大电流、4.5 mΩ超低导通电阻和TO-252-2L紧凑封装,为EPS(电动助力转向)电机驱动、电源管理及故障保护提供一站式解决方案,助力转向系统向更安全、更智能、更小型化演进。
一、市场与技术双轮驱动
政策加码:2025国内新能源乘用车渗透率有望破50%,EPS装车率已近100%,对高可靠功率器件需求激增。
功能升级:线控转向(SbW)、车道保持、自动泊车等ADAS功能普及,要求MOS管在更高开关频率、更大瞬态电流下依旧稳定。
安全红线:ISO 26262 ASIL-D对失效率提出严苛指标,器件必须扛住重复雪崩、高温高湿及瞬间负载短路。
二、WSF3089关键特性
超低RDS(on):VGS=10 V仅4.5 mΩ,显著降低导通损耗,减小散热片体积。
强脉冲能力:200 A脉冲电流,轻松应对EPS电机启动瞬间3~5倍额定电流。
雪崩耐量:单脉冲80 mJ、100% EAS测试,可在继电器断开、电源反接等异常工况下吸收能量,保护栅极驱动IC。
高速开关:Qg=35 nC、Td(on)=11 ns、Td(off)=37 ns,适配>100 kHz PWM,降低纹波电流,提升电机控制精度。
宽温-55℃~150℃,RθJC=2.5 ℃/W,配合2 oz铜箔FR4即可在85℃环境温度下持续输出50 W。
绿色工艺:符合RoHS,无卤素,满足主机厂VOC及ELV回收法规。
三、WSF3089在转向系统的三大应用
电机全桥驱动
在永磁同步电机或直流无刷电机H桥中,两颗WSF3089做低边开关,两颗做高边同步整流。低RDS(on)将导通损耗降低30%,结温较传统7 mΩ器件下降约15℃,延长MOSFET与电机寿命;高di/dt耐受力配合栅极电荷优化,使PWM边缘更陡峭,转矩波动减小,方向盘手感更细腻。电源与热插拔管理
12 V电池电压瞬跌可至6 V,Jump-Start峰值高达24 V。WSF3089以30 V BVDSS留出充足裕量,可在输入侧做理想二极管/热插拔控制,替代传统继电器,实现<1 ms过流切断,避免触点烧蚀;同时反向恢复电荷仅2.5 nC,降低高频振铃,提升EMC通过率。失效保护与能量回收
当EPS ECU检测到短路、过温或失速时,需瞬间旁路电机反电动势。WSF3089的雪崩能力可直接吸收电感能量,无需额外TVS;在冗余电源架构中,器件亦可用作电子熔丝(eFuse),与软件诊断联动,实现ASIL-D所需的故障隔离和跛行回家。
四、案例实测
电机负载:12 V系统,额定25 A,峰值75 A/500 µs
开关频率:16 kHz
环境温度:85℃
结果:WSF3089外壳温升38℃,较6 mΩ竞品降低11℃;效率提升2.1%,整车WLTC工况下百公里节油约0.08 L;传导EMI在150 kHz~30 MHz余量>6 dBμV,轻松通过CISPR 25 Class 5。
五、设计要点
栅极驱动:建议VGS=10 V,驱动源阻抗≤3 Ω,避免米勒平台振荡。
并联均流:双管并联时,栅极各串1 Ω+反并二极管,确保动态均流。
散热铺铜:TO-252-2L焊盘背面开窗≥100 mm²,顶层加6×6 mm铜片,RθJA可由62 ℃/W降至35 ℃/W。
雪崩冗余:若电感能量>50 mJ,可在漏极并10 µF陶瓷+10 Ω电阻吸收剩余电荷,进一步提升安全裕量。
六、结语
从EPS到线控转向,功率器件是汽车安全链条上最关键的一环。WSF3089凭借大电流、低损耗、高雪崩耐量和车规级可靠性,为转向系统提供"小封装、大能量"的理想选择。随着自动驾驶等级提升,微硕WINSOK将持续推出更高耐压、更低RDS(on)的MOS管家族,与Tier-1及主机厂共同守护每一次安全转向。