微硕WSK100P06 P沟MOSFET:汽车PTC加热器“极速开关闸”

冬季座舱升温速度直接决定电动车用户体验。高压水暖PTC(3-5 kW)需在1 s内从0 A爬升至-80 A,并在电池跌落6 V时仍保持额定功率,对功率器件提出"低导通压降、大电流脉冲、雪崩耐量"三重挑战。微硕WINSOK WSK100P06(-60 V/-100 A/5.5 mΩ,TO-263-2L)凭借P沟高边驱动、5.5 mΩ超低阻与1200 mJ雪崩能量,成为PTC加热器"极速开关闸"首选。

一、部件痛点

  1. 12 V平台瞬时跌落6 V,Load Dump 40 V,要求VDS耐压-60 V且-10 V驱动即可满载-100 A。

  2. 冷启动-40 ℃,PTC内阻极低,峰值电流-120 A,持续20 ms,器件必须-264 A脉冲能力且不触发保护。

  3. 加热器置于空调箱,环境温度105 ℃,需RθJC<1 ℃/W,确保结温<150 ℃。

  4. 感性负载关断时,能量达800 mJ,需单管吸收,省去TVS与并联MOSFET。

二、WSK100P06关键特性

  1. -60 V BVDSS,单颗覆盖12 V/24 V平台,1200 mJ雪崩能量,-30 A感性回灌实测通过。

  2. 5.5 mΩ(@-10 V),-80 A时导通压降仅0.44 V,功耗35 W,比9 mΩ竞品降低38 %,铝壳自然冷却即可。

  3. Qg 136 nC,-10 V驱动下开通18 ns,关断200 ns,支持1 kHz高速PWM,座舱温度波动<0.5 ℃。

  4. RθJC 0.5 ℃/W,配合3 mm铝基板,105 ℃环温下连续-58 A时结温<135 ℃。

  5. 反向恢复trr 30 ns,Qrr 20 nC,关断过冲<20 V,EMI一次通过CISPR 25 Class 5。

三、PTC加热器典型应用

拓扑:高边P沟开关,WSK100P06串联在电池与PTC之间,下桥续流二极管,形成单向buck。

驱动:-10 V栅极驱动器,限流电阻10 Ω,PWM 500 Hz,死区2 µs。

保护:

• 电流采样:0.2 mΩ分流,硬件过流-100 A关断,<5 µs,防止PTC干烧。

• 雪崩吸收:意外断电时,PTC能量经WSK100P06体二极管回馈,1200 mJ实测通过,无TVS。

• 温度监测:NTC贴于铝基板,130 ℃降额,140 ℃强制断开,符合ISO 26262 ASIL-B。

实测:-40 ℃冷启动,电池7 V仍可输出-60 A;+105 ℃热循环1000次,RDS(on)漂移<4 %。

四、性能对比

与市面-55 V/9 mΩ P沟方案相比,WSK100P06导通损耗降低38 %,温升降低15 ℃,PCB面积节省30 %,BOM成本下降0.15 USD,且雪崩能力翻倍,省去并联器件。

五、结论

WSK100P06以-60 V高耐压、5.5 mΩ超低导通电阻与1200 mJ雪崩能量,为汽车高压PTC加热器提供"单芯片-大电流-高可靠"开关方案,实现冷启动速热、零TVS、低成本。随着热泵低温补热需求提升,WSK100P06将在更多座舱热管理单元中发挥"极速开关闸"核心作用,助力整车厂缩短冬季升温时间50 %。

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