ROHM丨以1005尺寸实现0.33W！ROHM开发出高抗浪涌贴片电阻器

发布时间：2026-08-21 10:37
作者：AMEYA360
来源：ROHM
阅读量：148

　　中国上海，2026年8月20日——全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)今日宣布，面向车载设备、工业设备、消费电子设备以及安装密度日益提高的AI服务器等电子设备，开发出“SDR01系列”产品，在1005公制尺寸的抗浪涌贴片电阻器中实现了0.33W业界超高额定功率。

ROHM丨以1005尺寸实现0.33W！ROHM开发出高抗浪涌贴片电阻器

　　近年来，随着电子设备的功能增加、性能提升及功率增大，无论是车载设备、工业设备还是消费电子设备，对小型且支持大功率的电子元器件的需求都日益高涨。在贴片电阻器领域，抗浪涌产品等高可靠性电阻器的小型化需求也在不断扩大。在这种背景下，电源电路和接口周边不仅要具备对浪涌和静电(ESD)的耐受能力，还要能够支持大功率。为了满足这些多样化的需求，ROHM开发出集小型、大功率、耐高温、高精度等优势于一身的高抗浪涌贴片电阻器“SDR01系列”。

　　新产品通过优化电阻体和电极部的设计，在确保抗浪涌贴片电阻器所需可靠性的同时，以1005尺寸实现了高额定功率保证。因此，可替代尺寸大一号的产品，提高电阻器的集成度，从而能够进一步节省空间并减少元件数量。

　　在额定引脚温度*1(即Tk=125℃)范围内保证额定功率达0.33W。即使在高密度安装和发热元器件周边等温度条件严苛的环境中也非常易用，可大大减轻热设计的负担。

　　此外，由于TCR*2实现了±100ppm/℃(10≦R≦2.2MΩ)，因此通过抑制因温度变化而导致的阻值波动，可支持稳定的电路工作，并有助于电源电路和接口周边的小型化和可靠性提升。

　　新产品已投入量产(样品价格：6日元/个，不含税)，并已开始线上销售，可由电商平台购买。

　　今后，ROHM将继续扩充高可靠性贴片电阻器的产品阵容，为电子设备的小型化、支持更大功率、实现更高可靠性贡献力量。

　　<应用示例>车载、工业及消费电子设备等领域中，内置要求实现小型化、更大功率和更高可靠性的电源电路和控制电路的电子设备

　　<术语解说>*1) 额定引脚温度

　　表示可100%施加产品额定功率时产品的最高引脚温度。额定引脚温度因产品系列和尺寸而异，在某些情况下还会随电阻值的变化而变化。

　　*2) TCR(Temperature Coefficient of Resistance：电阻温度系数)

　　表示电阻器的阻值随温度变化而变化多少的指标。数值越低，相对环境温度变化的电阻值变化越小，性能越稳定。本文所记载的TCR为阻值容差F级(±1%)产品的保证值。

ROHM丨以1005尺寸实现0.33W！ROHM开发出高抗浪涌贴片电阻器


（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

上一篇：诚邀您莅临16馆D28 | 上海永铭四大领域电容器方案2026深圳PCIM展：能源与工业电力篇

下一篇：ROHM课堂丨什么是无刷电机驱动器

在线留言询价

相关阅读
ROHM课堂丨什么是无刷电机驱动器
行业新闻

ROHM课堂丨什么是无刷电机驱动器

本文将从技术角度出发，对三相无刷电机的电机驱动器的作用、种类和规格进行介绍。通过本文，您可以学习到电机驱动器选型所需的基础知识。“什么是无刷电机驱动器”面向的是那些“想要尝试使三相无刷电机运转”以及想要了解“电机驱动器是什么？”的电机初学者，介绍使无刷电机运转所需的电机驱动器究竟是什么、有哪些种类及其各自的特点等电机驱动器的基础知识。本文所介绍的是在选择和使用电机驱动器时需要预先掌握的知识，推荐那些为了理解电机驱动器的特点和规格而想要学习所需基础知识的读者阅读。另外，如果想了解电机转动的原理或者为了使其转动需要做什么等电机的基础知识，请先参阅本文所在的“Sugiken老师的电机图书馆”中的另一篇文章“初识电机”。“什么是无刷电机驱动器”的内容对三相无刷电机的要求电机驱动器的作用电机驱动器的结构（形态）控制器（通电波形）控制器（位置检测和控制功能）功率晶体管栅极驱动器用途和特点电机驱动器示例最后下面，首先介绍一下“对三相无刷电机的要求”。对三相无刷电机的要求电机被用于驱动从工业领域到车载、家电、玩具等领域的各种产品。因此，电机通常需要满足“效率”、“振动噪声”、“控制性和易用性”、“可靠性”和“成本”等方面的要求。本文所讨论的三相无刷电机（以下简称“无刷电机”或“电机”）能够全面且高水平地满足这些要求，因此近年来得到了广泛应用。下面对这些要求进行逐一介绍。效率这里的效率是指电机输出相对于输入（功率）的比例。高效率电机可以说是一种损耗较小、有助于实现节能的电机。振动噪声如果电机产生的转矩存在脉动，就会引起振动。当该振动传递到电机的配套设备上时，可能会产生噪声。另外，电机本身也可能发出声音。对于要求静音性能的设备，通常会配备低振动、低噪声的电机。控制性和易用性这里的控制性是指对目标旋转工作和转速进行调节的便捷性、响应敏捷性以及对指令的跟随能力。电机不仅要能转动，还需要控制转速和转矩。另外，其控制的指令的易操作性、自动化程度、变动范围等，将电机安装到设备时的简便性也备受关注。可靠性可靠性要求电机不易损坏、特性不发生变化、不发生误动作，也不会危险运行。对于电气噪声和电磁噪声，不仅需要电机具备承受噪声时的耐受能力，而且其发出的噪声也必须在容许范围内。成本成本是指原材料费用和零部件价格，而减少材料用量和零部件数量也是关乎环保措施的重要考量。电机的设计需满足其配套设备的性能要求。但是，若要使包括成本和资源在内的所有项目都达到非常高的水平是很困难的，或者也可以说是性能过剩。通常，性能要求是有优先级的，并且该顺序会根据配套设备的不同而有所变化。因此，设计人员需要在掌握包括电机在内的整个配套设备的基础上进行设计。电机的性能是由机械性能（这里指由磁铁和铁芯等材料和结构决定的电机性能）和控制性能（由电机驱动器的功能和特性决定的电机性能）两者共同决定的。电机驱动器之所以存在多种类型，可以说是因为电机驱动器会影响电机特性，并且在进行整体设计时，对其要求也会发生变化。接下来我们将在上述内容的基础上，介绍电机驱动器的作用。电机驱动器的作用无刷电机是通过电路对线圈施加电压或电流来生成基于线圈（电磁铁）的旋转磁场的，因此是一种必须使用电路（电机驱动器）的电机。这种旋转磁场的生成是最基本的工作。除此之外，电机还要求具备下图所示的性能和功能。为了实现这些性能和功能，电机驱动器承担着如下所述的作用。电机驱动器能够自由调节输出的电压值，利用这一性能，不仅可以进行电机的输出调节，还可以通过抑制转矩脉动提升静音性能、通过调整电压施加时序来减少损耗以高效获取转矩的控制、抑制旋转波动的转速控制以及支持在无法安装位置传感器的环境下的无传感器控制等。上述作用仅为部分示例。此外，实现这些作用的手段也多种多样。因此，在选择电机驱动器时，需要同时了解所需的功能及其实现方法。接下来，我们将介绍承担这些作用的电机驱动器的电路结构。电机驱动器的结构（形态）电机驱动器的基本电路结构如下图所示。电机驱动器向电机线圈供电的作用是通过名为“功率晶体管”的电子器件来实现的。功率晶体管是指能够处理较大功率的晶体管。下图展示的是N沟道MOSFET的电路符号，但有时也会使用P沟道MOSFET、IGBT（N沟道或P沟道）或双极晶体管（PNP或NPN）。该功率晶体管连接电源，起到电气开关的作用。与电源正极相连的功率晶体管被称为“上臂晶体管”或“高边晶体管”等。与负极（接地端或Gnd端）相连的功率晶体管被称为“下臂晶体管”或“低边晶体管”等。通过高边和低边晶体管的任意一个导通，来决定施加到线圈上的电位。三相无刷电机通常使用3对（共6个）功率晶体管。负责控制这些功率晶体管导通和关断的是控制器。通常采用IC（集成电路：Integrated Circuit，此处指不使用软件的控制器）或微控制器（Microcontroller，此处指使用软件的控制器）。控制器在考虑转子位置和从外部来的指令的同时，决定施加给线圈的电压，并生成功率晶体管的导通和关断指令信号（下图是使用霍尔元件确定转子位置时的电路示意图，霍尔元件安装在能够检测转子磁通量的位置）。除了这些电路之外，还会使用连接控制器和功率晶体管的栅极驱动器。栅极驱动器的主要作用是将来自控制器的指令信号的电位和极性，转换为足以使功率晶体管工作的电位、极性和电流量。这些电路的详细说明将在后文阐述。这些电路模块以下表所示的单一功能或复合功能的形式被集成到IC中。因此，电机驱动器就是由其中一个或多个IC组合而成的。组合方式需要从易用性、设计变更的灵活性、封装尺寸、电路板上的布线数量（难易程度）、外围电子元器件的数量、每个电路模块的耐压差异和温升（散热效果）等角度综合考虑，因此，无法一概而论哪种组合方式更为优越。关于下图所示结构示例的特点，请参阅本文所在的“Sugiken老师的电机图书馆”中的另一篇文章“Sugiken老师的电机驱动器课堂”的“第10集 电机驱动器的结构”。这里先介绍一下施加在电机驱动器各电路模块上的电压。首先，施加于无刷电机线圈上的电压会受到电机机械模块特性的影响。有的电机仅需低至3.3V的电压，有的则需要高达340V以上的电压。为了在线圈上施加该电压，功率晶体管需要具备更高的耐压。驱动该功率晶体管的栅极驱动器电路，会承受与功率晶体管同等或更高的电压。例如，为了使高边的N沟道MOSFET导通，需要比施加在功率晶体管上的电压更高的电压。与上述两个电路模块不同，控制器不依赖于电机特性，且通常在相对较低的电压下使用。基于以上原因，施加到电机驱动器上的电源电压，有时会使用高电压和低电压两个系统，有时也会仅使用一个相对较低的电压系统。这种电压差异也是判断电路模块的结构（是采用一体化封装还是多个元器件组合）的依据之一。另外，施加在电机线圈上的电压大小是综合考虑配套设备的电源环境、功率转换效率、线路的容许电流、电机特性和可靠性等因素进行设计的。下面介绍一下各个电路模块规格的主要特点。控制器（通电波形）无刷电机的电机驱动器中，通电波形是需要关注的规格之一。这里的通电波形是指施加在线圈上的电压波形。无刷电机通过这个施加的电压使线圈中流过电流，并产生旋转磁场。该旋转磁场的工作会影响电机的输出转矩，因此通电波形可以说是一项非常重要的规格。该通电波形是由控制器生成指令，并通过导通和关断功率晶体管而产生的。因此，配备了控制器模块的电机驱动器器件会标明通电波形的规格。下图展示了电机驱动器的基本通电波形。120度通电是指将通电模式的一个周期设为360度时，在120度的区间内高边导通或低边导通，在60度（两处）处于关断状态的通电波形。有时也被称为“120度矩形波”。从控制电路的角度来看，这种通电波形生成相对简单，但输出转矩存在脉动。150度通电是指在150度的区间内高边导通或低边导通，在30度（两处）处于关断状态的通电波形。有时也被称为“广角通电”。这种通电波形的控制电路比较复杂，但比下述的正弦波通电更易生成，并且具有能够抑制输出转矩脉动的特点。此外，为了进一步抑制转矩脉动，也有不采用单纯的矩形（方形）而改变形状的通电波形。这种波形有时也被称为“梯形波通电”等其他名称。正弦波通电呈正弦波形状。有时被称为“180度通电”，但可能与180度矩形波（本文未详述）混淆，因此需要确认。这种通电波形的控制电路更为复杂，但电流波形为正弦波，理论上可以消除转矩脉动。这里介绍一下可称为通电波形生成基础技术的PWM控制。PWM控制称为“脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）”，是调节施加电压的方法之一。通过调节规定时间内高边和低边功率晶体管的导通和关断比率，将期望比例的电源电压作为平均电压施加到线圈上。例如，规定时间设为50us，其中40us为高边导通，10us为低边导通，则平均电压为80%。此外，高边和低边功率晶体管的导通和关断工作有多种类型。有根据比率使高低边互补导通的方式（一方导通则另一方关断，但需设置死区时间），有仅导通和关断高边而低边保持关断的方式，以及相反的高边保持关断而仅导通和关断低边的。关于这些控制的特点，请参阅本文所在的“Sugiken老师的电机图书馆”内的另一篇文章“电机相关术语集”中对“互补PWM”、“单边PWM”、“死区时间”等术语的详细解说。使用这种控制方法，可以在120度通电方式下调整施加电压的大小。另外，若在360度的区间内使比率呈正弦波规律变化，就可以实现正弦波通电（这也是正弦波通电的控制电路更为复杂的原因之一）。上述正弦波通电的波形呈正弦波形状，但正弦波通电还有其他的通电波形。下图所示的双相调制正弦波，是大多数正弦波通电规格的电机驱动器IC所采用的波形。图中展示了施加到无刷电机U相和V相线圈的电压波形，以及U-V相之间（线间）的电压波形。双相调制正弦波虽然每相的电压不是正弦波，但线电压为正弦波。与常规正弦波（纯正弦波）相比，其特点是通过PWM控制使功率晶体管的开关范围较窄（降低开关损耗），并且可以增大线间电压的振幅（提高电压利用率）。对于正弦波通电，波形的分割数（分辨率）也是一项规格指标。这里的分割数是指360度内波形变化的次数（见下图）。分割数越多，正弦波形越平滑，但控制电路也越复杂。此外，即使分割数很多，也无法生成超出前述PWM控制的每个脉冲所能实现的施加电压比率的性能波形。控制器（位置检测和控制功能）用于无刷电机的控制器，因转子位置检测方法、指令规格以及内置控制功能等的不同而存在多种类型。本节将对以下项目进行介绍。位置检测通常，控制器通过确定（考虑）转子位置来生成通电波形。该转子位置的检测主要有两种方法，一种是使用霍尔元件，另一种是检测感应电压。后者由于不使用直接的位置检测传感器，因此被称为“无传感器”。关于霍尔元件的工作，请参阅前述“电机相关术语集”中的“霍尔元件和霍尔IC”词条。关于通过感应电压确定转子位置，请参阅本文所在的“Sugiken老师的电机图书馆”中的另一篇文章“电机疑问解答专区”的“为什么可以通过感应电压知道转子的位置”一文。由于该规格的差异，控制器的信号输入引脚的数量会发生变化。下图是引脚的示意图。使用霍尔元件的控制器有6个或3个输入引脚，无传感器控制器则没有用于输入霍尔元件信号的引脚（有时会设有用于输入电机线圈电压的引脚作为替代）。使用霍尔元件的控制器之所以有两种，是因为使用了霍尔元件的电子元器件有两种不同的类型。这里，我们将其中一种称为“霍尔元件（作为电子元件的名称）”，另一种称为“霍尔IC”。霍尔元件是一种将作为磁检测元件的霍尔元件的输入输出直接当作4个引脚进行连接的电子元件。在下图的①和③引脚间施加电压使电流流过时，根据穿过IC的磁通量，在②和④引脚上会出现如图所示的电压。通常，在采用霍尔元件的控制器中，会将这两个引脚的电压差作为磁通量检测结果使用。因此，这种规格的控制器为U、V、W各相均准备了P和N两个输入引脚（见上图）。霍尔IC是将作为磁检测元件的霍尔元件的输出电压，通过IC内部电路进行信号处理，使其输出High和Low两种电位的电子器件。由于输出信号只有1个，因此采用霍尔IC规格的控制器的信号输入引脚为3个。（霍尔元件和霍尔IC等名称仅为示例，引脚名称也可能采用数字或+/-，如H1+、H1-或H1、H2等）使用霍尔元件（电子元件）规格的控制器，有时也支持使用霍尔IC。此时，在空着的输入引脚上输入基准电压（例如，如果向HUP输入High电压5V、Low电压0V的霍尔IC信号，则向HUN输入2.5V等）。但是，控制器引脚对输入电压范围是有规定的，因此使用时需要进行确认。另外，在采用霍尔元件的控制器中，也存在仅使用1个或2个霍尔元件的规格型号。在无传感器方式中，通过检测感应电压的相位来确定转子位置（虽然还存在其他无传感器方法，但本文仅对感应电压检测进行说明）。感应电压可以在电机处于旋转状态且目标线圈没有电流流过时，作为线圈引脚的电压被检测到。因此，如果线圈引脚本来就已经连接到电机驱动器，则无需其他的信号输入引脚。对于采用检测感应电压方式的无传感器控制器，需要确认以下两种情况的规格：电机未旋转时的应对策略（未产生感应电压时的应对），以及为了检测感应电压必须使线圈电流为零的应对策略。特别是前者的电机旋转启动方法和后者的正弦波通电时的通电波形均因控制器不同而有所差异，因此需要根据应用需求选择更合适的控制器。另外，在正弦波通电的控制器中，有时会标注名为“全正弦波”等的通电方式。这一表述是指相较于因检测感应电压而导致正弦波波形畸变的无传感器电机驱动器（控制器），这种控制器的通电波形能够保持正弦波形状而不产生畸变。指令控制器接收的指令信号包括输出电压大小、转速等调整值的指令。该指令信号主要有3种规格，分别是模拟电压、使用脉冲的High/Low比率（Duty）指令的脉冲信号和使用频率（周期）指令的脉冲信号。以下对各个信号分别进行介绍。・模拟电压指令控制器接收电压值作为指令。通常会设定指令电压值的上限值和下限值，通过该设定值与指令电压值的相对比较来决定指令信息。例如，上限值为5V、下限值为1V的规格情况下，将1V以下的指令视为0，5V以上的指令视为100（%），其间的值按比例决定。这种情况下，输入3V则为50（%），输入4V则为75（%）等。如果这是输出电压大小的指令，那么通常驱动电路会在输入3V时输出50%的电压，输入4V时输出75%的电压。如果是转速指令，则需要确认控制器等的产品规格书中记载的指令值与转速关系的特性数据（图表等）后再使用。・Duty脉冲指令接收Duty脉冲作为指令。这里的Duty脉冲是指在下图所示的一定频率的脉冲信号中，High所占比例发生变化（High与Low的比率发生变化）的信号，该比率即为指令。识别信号High和Low的电压电平（阈值）以及可输入频率的范围需确认所使用的控制器的产品规格书等。如果这是输出电压大小的指令，那么通常指令的比率会直接反映出来。如果是转速指令，则需要确认控制器的产品规格书中记载的指令值与转速关系的特性数据（图表等）后再使用。・频率脉冲指令接收频率脉冲作为指令。这里的频率脉冲是指在下图所示的脉冲信号中频率发生变化的信号，其频率即为指令。有时会将该频率转换为0到100的指令，用作输出电压大小或转速指令，但通常的控制方式是直接将此频率脉冲指令与电机的转速信息脉冲进行比较。具体来说，是将控制器生成的电机转速信息信号（频率根据电机转速变化的信号，由霍尔元件信号等生成）与指令信号的频率（周期）进行比较，控制电机转速使其与指令信号频率一致的方式。要掌握指令信号频率与实际电机转速的关系，需要确认控制器的产品规格书和电机的规格（极数等）。除了这些之外，有时也使用数据通信作为指令。控制功能本节简单介绍一下控制器中配备的各种控制和功能。・转速信息输出在装有电机的设备中，有些会利用电机的转速信息来实现电机控制。对于这类设备，控制器会输出名为“FG（Frequency Generator）”的信号作为转速信息。FG信号是一种频率（周期）随电机转速而变化的信号。控制器通常输出采用单个霍尔元件信号（见下图）生成的信号（例1）或输出对三个信号进行处理后的信号（例2），也有些控制器可以在两者之间进行选择。以此方式生成的FG信号，电机每旋转一周的脉冲数会因其极数不同而不同。对于4极电机，每旋转一周的脉冲数为2个或6个脉冲；而对于8极电机，则为4个或12个脉冲。如果电机的配套设备所能应对的电机每旋转一周的脉冲数是固定的，那么要使用极数与此不匹配的电机，就需要设法改变FG信号的频率。有些控制器还具备该信号频率的转换功能。・保护功能控制器具有保护电机驱动器和电机的功能。下表列举了几种保护功能的示例。这些功能用于检测需要保护的状态或异常状态，并执行关断功率晶体管等工作。保护功能名称有时会有不同的叫法，因此不能仅凭名称来判断，还需要了解其内容。保护功能内容主要工作电流限制（抑制）限制（抑制）流过晶体管和线圈的电流调整输出电压过电流限制流过晶体管和线圈的最大电流关断功率晶体管，在一定时间或PWM周期后恢复过热限制电子元器件的温度关断功率晶体管，复位控制器部分动作，待温度下降后恢复低电压监测电压是否低于电路的工作电压关断控制器或栅极驱动器动作，电压上升后恢复过电压监测电压是否超出电路的使用范围关断功率晶体管，电压下降后恢复堵转（锁定）监测电机是否处于停转状态关断功率晶体管超速监测电机是否超过规定转速关断功率晶体管，转速下降后恢复霍尔异常监视霍尔信号是否有异常关断功率晶体管外部输入接收来自外部（其他电路）的工作停止信号关闭控制器的工作，并关断功率晶体管・旋转方向切换在保持转子位置检测用霍尔元件的安装位置固定（不变）的情况下，改变电机旋转方向的功能。即使输入给控制器的霍尔元件信息（N极和S极）相同，只要切换旋转方向的设置，线圈产生的电磁铁的磁极就会发生变化，从而使电机产生反向转矩。这里虽以霍尔元件规格的工作为例进行说明，但无传感器控制器中也有该功能。另外，实际电机是顺时针旋转还是逆时针旋转，取决于线圈和电机驱动器的连接方式以及霍尔元件的安装位置。・超前角控制无刷电机通过持续在与转子位置对应的合适角度产生旋转磁场（由电磁铁产生的磁场），以获得更大转矩。如果这个角度存在偏差，即使电磁铁大小相同，所能获得的转矩也会降低。这意味着输出功率相对于输入功率的下降，从而导致效率降低。因此，控制器通过确定转子位置来调整施加在线圈上的电压时序。但是，在实际使电机转动时，由于电枢反应和线圈电感，会产生电流延迟。补偿这种影响的功能就是超前角控制。由于该控制会使时序从初始的通电时序向比相位更超前的方向变化，因此被称为“超前角”（使角度提前）。这种因电枢反应和电感引起的电流延迟，会随电磁铁磁力的大小和电机转速的不同而变化，因此通电时序的提前量也需要相应进行调整。关于调整的规格，有多种方法。一种是控制器从外部接收超前角值指令的方法（直接指令）。此外，还有控制器利用转速、电压指令和电流大小等物理量来决定超前角值的方法（比例调整）。由于相对于物理量的更优超前角值因电机而异，因此有些控制器支持比例系数的设定。另外，比例的形式除了简单的线性比例外，也有从某个值开始改变比例系数，或进行二次比例的情况。还有一些控制器无需这些繁琐操作，能自动进行超前角调整（自动调整）。要实现这种方法，需要检测电流相位。・速度控制至此，我们主要介绍了电机驱动器（控制器）接收输出电压指令，并向电机线圈施加指定电压的工作原理。另外，前文也提到通过输出FG信号（转速信息信号），使电机的配套设备能够实现转速调节，但部分电机驱动器的控制器内置了该转速调节功能。此类控制器接收转速指令后，会与电机的转速信息进行比较，并自动调节输出电压。需要注意的是指令转速可能存在上限值和下限值。・待机控制器在电机停转时仍保持电路运转，以便接收指令并启动控制工作。此时，电路中仍有电流流过，消耗电力。为了降低这种待机时的功耗，有些控制器具有停止部分电路工作的功能。该功能被称为“待机功能”、“降低待机功耗模式”或“节能功能”等。・软启动当电机驱动器的工作及电机处于停止状态时，如果接收到高电压指令（如100%输出电压指令等），高电压施加到线圈上会导致电流急剧开始流动。该电流的增加若引发过大转矩，可能会产生噪声和剧烈振动。防止这种情况发生的正是软启动。软启动是在电机启动阶段抑制电流急剧上升，使其逐渐增大的功能。・短路制动短路制动是指在电机旋转期间将线圈短路（电气连接），使生成负转矩的电流流过的状态。该功能通过导通所有高边功率晶体管或所有低边功率晶体管来使线圈短路。通常，与将所有功率晶体管关断以停止电机驱动相比，短路制动能使电机更快停止旋转。下图展示了转子位于图示位置的瞬间，线圈中流过的电流、电磁铁以及生成转矩的方向。当所有低边功率晶体管导通时，会流过与正常驱动方向相反的电流，电磁铁的极性也反转，从而生成负转矩（转子停止旋转方向上的转矩）。另外，关于短路制动的更多信息，请参阅前述“电机相关术语集”中的“短路制动”词条。至此我们介绍了与控制器相关的规格和功能。实际使用的控制器通常会配备上述部分规格和功能。在转动电机时，需要从这些控制器中选择符合应用需求的型号。功率晶体管在电机中，功率晶体管用于向线圈施加电压并流过电流。因此，其指标包括可施加的电压、可流过的电流、流过电流时的损耗以及导通和关断的开关速度（SW速度）。下图是电机中常用的功率晶体管的种类和特点。双极型（双极结型晶体管）是一种通过使基极流过电流来实现导通状态的电流驱动型晶体管。导通状态下的损耗包括VCE（集电极-发射极间的电压）乘以集电极电流所得的功率和基极电流的功率。这是历史悠久的基础型晶体管，但由于无法进行高速开关，故不适用于PWM控制，近年来此类晶体管已经很少被电机应用采用。MOSFET是通过给栅极施加电压来实现导通的电压驱动型晶体管。其损耗为导通电阻（RON）乘以漏极电流的平方所得的功耗。该晶体管的优点是无需持续向栅极提供电流且开关速度快，缺点是当漏极电流增大时，损耗会呈平方级增长。IGBT是一种兼具双极晶体管和MOSFET优点的晶体管。由于是电压驱动，栅极电流消耗较低，损耗仅与电流的一次方成正比。缺点是开关速度中等。近年来，以RON×电流与VCE的大小关系为分界点，在小电流应用中多采用MOSFET，而大电流应用中则多选用IGBT。接下来，我们以MOSFET为例说明电机中功率晶体管的结构。MOSFET有两种规格，分别被称为“N沟道（N型）”和“P沟道（P型）”。这两者在原理上的区别可以说是在于电流通过电子流动还是通过空穴（Hole）流动。由于这一差异，N沟道MOSFET的规格是相对于源极引脚（S），向栅极引脚（G）施加高于阈值的电压来使MOSFET导通；而P沟道MOSFET的规格是相对于源极引脚，向栅极引脚施加低于阈值的电压来使其导通。另外，如果要使N型和P型具有相同大小的载流特性，通常N型可做到比P型更小的尺寸。这也受是使用电子还是空穴的影响。在无刷电机的电机驱动器中，低边MOSFET通常采用N型。原因是低边MOSFET的源极电位是Gnd（接地）电位，生成栅极指令电压相对容易，并且如上所述，N型比P型尺寸更小。高边MOSFET既有采用N型的也有采用P型的。两者都会使用的原因是若使用N型，可以与低边MOSFET的特性保持一致（也能实现更小尺寸），但维持导通需要高于功率晶体管所连接电源（V）的电压；而若使用P型则无需高于电源（V）的电压，但相对于N型的尺寸更大（或者特性会改变）。从外部供给电机驱动器电路的电源，通常以功率晶体管所连接的电源电压为更高。因此，是否需要该电压以上的电压便成为关键选择之一。另外，施加在电机线圈上的电压及电流会因电机的配套设备和电机的特性而有所不同，因此需要选择能够满足电机所需电压和电流规格的功率晶体管。栅极驱动器栅极驱动器是将来自控制器的指令信号传递给功率晶体管的电子元器件。下图是高低边均为N沟道MOSFET时的信号示例。控制器输出Low为0V、High为5V的指令信号。仅凭此信号无法直接导通和关断高低边MOSFET。如前文所述，N沟道MOSFET需要相对于源极施加阈值以上的电压，而高边MOSFET的源极电压有时会达到电源电压（下图中的VM）。在下图中，栅极驱动器将低边指令信号的振幅提升至VCC。该VCC需设定为远高于MOSFET阈值的电压。此外，使高边MOSFET导通的电压需达到VM＋VCC。通常，栅极驱动器的输出能力，即其能提供和吸收的电流量，比控制器的输出能力要大。这是因为MOSFET的导通和关断需要一定的电流（该电流量不足时，MOSFET的开关速度可能会受到限制）。综上所述，栅极驱动器的作用包括调整指令信号的振幅、调节成与电源电压（VM）相匹配的电位以及提升最大电流量。此外，如果高边是P沟道MOSFET，还会进行极性的反转。下面展示了实现上述工作的电路结构示意图。N沟道-N沟道型（N-N）的低边指令信号通过缓冲电路输出（这里的缓冲电路是指调整信号大小（振幅）和电流供应能力的电路）。高边的指令信号则先经由信号传输电路进行信号电平调整后，再通过缓冲电路输出。此时的电压也会使用高于VM的电压。P沟道-N沟道型（P-N）的低边与N-N型相同。高边的结构示例如图所示，导通的指令会使缓冲电路后的晶体管导通。通过这一工作，高边MOSFET的栅极电压降低，从而实现导通。由此可见，根据功率晶体管是N-N型还是P-N型，栅极驱动器的电路结构也会有所不同。在N-N型电路中，需要比VM（功率晶体管高边的电源）更高的电压。该电压通常由电机驱动器内部的升压电路生成。此升压电路主要有以下两种类型。一种是被称为“电荷泵”的电路。通过使VCP1引脚的电压在0和VM电压之间交替重复的工作，对电容器C2充电。通过这一工作，VCP引脚的电压将达到VM＋VCC（不包括二极管的电压降），从而可作为升压电压使用。另一种是自举电路。当低边功率晶体管导通且VS引脚电压接近0（Gnd电位）时，电容器C1会被充电。通过这一工作，使VB引脚相对于VS保持VCC的电位差，从而可作为升压电压使用。关于这两种电路的工作和特点，请参阅本文所在的“Sugiken老师的电机图书馆”内的另一篇文章“Sugiken老师的电机驱动器课”的“第12集　电路的深度知识　＜升压电路＞”。用途和特点无刷电机被安装于各类设备中，并广泛应用于多种领域。例如，仅以部分家电和消费电子为例，电机就被应用于风扇、压缩机、洗衣机的滚筒、复印机的多棱镜和送纸器、电脑的驱动（硬盘和光驱）、吸尘器的吸力装置等场景中。当使这些设备运转时，它们各自都有其特点和要求（限制）事项（或者非要求事项）。例如，风扇要求以恒定速度旋转，但对旋转波动和转速精度的要求并不严格。对旋转波动和转速精度有严格要求的是驱动与设备性能直接相关的部件（如多棱镜、送纸器和驱动器等）旋转的电机。压缩机要求无传感器控制，而吸尘器则需要较高转速。如果试图用一种电机驱动器来应对具有各种特点和要求（限制）的电机，可能导致性能过剩或者功能冲突。因此，电机驱动器有针对风扇或多棱镜等应用特点而设计的产品，具备与之相匹配的性能。另外，输入至电机的功率电源（连接功率晶体管的电源）主要有两种类型：一种是将商用电源（AC100V或AC200V）整流后得到的直流电压，另一种是比该电压更低的直流电源。前者为DC140V或DC280V，有时被称为“高压（高电压）”；后者为DC24V、DC12V或DC5V等，有时被称为“低压（低电压）”。为了表明能够适配这些电压范围，有时会用“高压驱动器”或“低压驱动器”等用以表示电机驱动器额定电压范围的名称。电机驱动器示例本节我们将介绍ROHM官网产品信息页面中几款电机驱动器IC的规格、特点和主要应用领域。・三霍尔低电压120度矩形波BD63006MUV是一款全集成电机驱动器IC，推荐电压为8V～24V，可输出1.5A的电流。采用三个霍尔元件检测转子位置，通电波形为120度矩形波。可以通过施加Duty脉冲指令来调节输出电压。内置N-N型功率晶体管，通过电荷泵生成电压。配备有节能电路、旋转方向切换、短路制动功能和各种保护功能，主要适用于OA设备及普通消费电子产品中安装的电机。单霍尔低电压正弦波BD63251MUV是一款预驱动器（控制器+栅极驱动器），推荐电压为5.5V～15V，需搭配P-N型功率晶体管使用。采用单个霍尔元件检测转子位置，通电波形为正弦波。可以选择施加模拟电压指令或Duty脉冲指令的任意一种来调节输出电压指令（给功率晶体管的信号）。由于是P-N型，因此没有升压电路。配备有自动超前角控制、固定超前角调节、软启动功能、旋转方向切换和各种保护功能，主要适用于服务器和电脑散热风扇中安装的电机。无传感器中电压正弦波BD64070MUV是一款预驱动器，推荐电压为28V～77V，需搭配N-N型功率晶体管使用。通过感应电压的过零点（电压极性发生变化的点）检测转子位置，通电波形为正弦波（为检测感应电压，正弦波波形中有部分为断电区间）。内置速度控制（反馈）电路，可通过施加频率脉冲指令将转速调节至任意值。由于是N-N型，因此通过电荷泵生成电压。配备有死区时间设置功能、节能功能、旋转方向切换、短路制动功能和各种保护功能。主要适用于风扇和普通消费电子产品中安装的电机。无传感器低电压正弦波BD63242EFV是一款全集成电机驱动器IC，推荐电压为5V～16V，可输出1.0A的电流。通过感应电压的过零点（电压极性发生变化的点）检测转子位置，通电波形为正弦波（为检测感应电压，正弦波波形中有部分为断电区间）。可以选择施加模拟电压指令或Duty脉冲指令的任意一种来调节输出电压。内置P-N型功率晶体管，没有升压电路。配备有旋转方向切换和各种保护功能。主要适用于冰箱风扇和普通消费电子产品中安装的电机。三霍尔正弦波BD62018BFS是一款控制器IC，推荐电压为10V～18V，需搭配支持N-N型的栅极驱动器和功率晶体管使用。推荐电压为控制器IC电源电压，因此不限制栅极驱动器和功率晶体管的电压。采用三个霍尔元件检测转子位置，通电波形为正弦波。可以通过模拟电压指令来调节输出电压。控制器IC输出的功率晶体管通断指令信号，其极性是预设为N-N结构设计的。配备有超前角调节功能、旋转方向切换和各种保护功能。主要适用于风扇、泵类和家电产品中安装的电机。高压栅极驱动器和功率晶体管（IPM）BM6242FS是一款IPM（智能功率模块），推荐电压为400V以下，可输出1.5A的电流，需搭配控制器IC使用。内置N-N型功率晶体管，通过自举电路生成电压。配备有各种保护功能和显示保护工作状态的信号输出功能。主要适用于风扇、泵类和家电产品中安装的电机。三霍尔高电压正弦波BM6249FS是一款全集成电机驱动器IC，推荐电压为400V以下，可输出2.5A的电流。采用三个霍尔元件检测转子位置，通电波 形为正弦波。可以通过施加模拟电压指令来调节输出电压。内置N-N型功率晶体管，通过自举电路生成电压。配备有超前角调节功能、旋转方向切换、各种保护功能和显示保护工作状态的信号输出功能。主要适用于风扇、泵类和家电产品中安装的电机。最后以上就是“什么是无刷电机驱动器”的介绍。无刷电机驱动器不仅在额定电压和额定电流等常规规格上存在差异，在转子位置检测方式、通电波形以及控制功能方面也有多种不同的类型。在选择电机驱动器时，需要从中筛选出符合应用需求和应用场景的产品，为此，了解所安装的电机和设备的知识以及电机驱动器的知识至关重要。
2026-08-20 11:34 阅读量：173
ROHM课堂丨什么是Δ-Y变换（Y-Δ变换）
行业新闻

ROHM课堂丨什么是Δ-Y变换（Y-Δ变换）

Δ-Y变换（或Y-Δ变换）是一种可以简化包括三相电路在内的复杂电阻和阻抗网络，并实现顺畅分析的基础技术。顾名思义，通过三角形（德尔塔，Δ）接法与星形（Y）接法的等效互换，使得Δ-Y变换（或Y-Δ变换）能够更简单地进行串并联组合及电压电流计算。三相交流电主要广泛应用于工业设备和商用设备领域，根据负载侧电路采用Δ接法或Y接法的不同，其电压和电流的处理方式存在显著差异。掌握Δ-Y变换（Y-Δ变换）的基础知识，对于在负载设计和故障排查中“轻松把握端子间的等效电阻”、“梳理不平衡负载”等需求大有裨益。Δ-Y变换（Y-Δ变换）基础节点标注和典型电路图典型标注示例大多情况下，三角形（Δ形电路）的顶点标注为A、B、C。这是因为按字母顺序排列会便于理解且不易混淆。节点数量的差异Δ形电路由A–B–C共3个节点构成。Y形电路除A-B-C外还包括中心节点O，由4个节点构成。有时也会采用连接至一个节点（如接地等）的绘制方法。Δ形电路和Y形电路的结构Δ形电路（Delta电路）设三个端子分别为A、B、C，各边（R1：A–B、R2：B–C、R3：C–A）上存在电阻或阻抗，构成三角形电路。Y形电路（星形电路）设一个中心点O，从中心点分别向端子A、B、C延伸支路（Ra：O-A、Rb：O-B、Rc：O-C），形成星形结构。无论是哪种结构，都经常涉及到三相负载和电阻网络分析。注意事项如果将电阻R1定义为A-B之间的元件，那么也需要在电路图中将R1WE置于A-B之间，以确保文档与图纸的一致性。即使将电路旋转或翻转，只要节点连接未被破坏，仍视为等效电路。由于节点会随电路方向发生变化，因此节点间的最终连接是否正确至关重要。Δ→Y变换与Y→Δ变换的基本公式ΔΔ→Y变换Ra=R1 R3R1+R2+R3, Rb=R1 R2R1+R2+R3, Rc=R2 R3R1+R2+R3　　Y→Δ变换　　R1=Ra+Rb+Ra RbRc, R2=Rb+Rc+Rb RcRa, R3=Rc+Ra+Rc RaRb这些公式可根据“变换前后端子A-B、B-C、C-A各自的等效电阻保持相同”的条件推导得出。关键在于，即使使用阻抗替代电阻，其形式依然保持不变。通过具体实例了解Δ-Y变换（Y-Δ变换）Δ→Y变换示例设Δ形电路的电阻为Δ-Y变换（Y-Δ变换）公式推导过程Δ-Y变换中串联电阻和并联电阻的识别不平衡负载状态下，各相的电阻或电抗不同，可能导致线电流和相电压出现不平衡现象。通过Δ-Y变换适当整合这种电路，便于量化不平衡程度，有利于在故障排查中发现电路设计缺陷和电流偏移等问题。阻抗（复数）的Δ-Y变换（Y-Δ变换）总结Δ-Y变换（Y-Δ变换）是三相电路及电阻网络的基础技术通过将三角形连接（Δ）的三个电阻（阻抗）转换为星形连接（Y），或相反的转换，可在保持端子间等效电阻的同时简化电路。其公式无论对电阻（R）还是阻抗（Z）均可通过相同的形式适用在三相交流电路中，由于经常出现电抗，通常采用复数表示方式。可将公式中的R直接改为Z。无论对平衡负载还是不平衡负载，皆可轻松应用在三相交流电路中，区分使用线电压VL和相电压Vϕ，对于负载不平衡时的故障分析至关重要。在实际应用中，与电机的星-三角启动和三相变压器接线方式的关联很重要启动时Y形连接、稳态运行时切换为Δ形连接的三相电机，正是巧妙运用Δ-Y电路的电压电流差异的典型范例。与其他电路分析方法（如叠加定理）结合适用，其作用更大通过梳理多电源的影响，并运用Δ-Y变换简化部分电路，可使复杂的系统分析变得更加顺畅。当企业的技术人员在进行电源设计或设备维修等涉及三相交流电的作业时，若已经掌握Δ-Y变换的基础知识，分析效率将会显著提高。无论是平衡负载还是不平衡负载，均可准确捕捉电路端子间的等效变换关系。
2026-08-14 11:00 阅读量：236
ROHM课堂丨超级结MOSFET（SJ-MOSFET）基础
行业新闻

ROHM课堂丨超级结MOSFET（SJ-MOSFET）基础

超级结MOSFET（SJ-MOSFET）是一种能够在实现高耐压的同时，易于实现低导通电阻的硅基功率MOSFET。特别是在处理商用电源输入的AC-DC电源、PFC、LLC、反激式转换器以及各种工业电源中，超级结MOSFET对同时实现效率提升和小型化贡献显著。本文旨在梳理这种器件的结构、设计差异、如何影响低噪声、高速开关、短trr（反向恢复时间）以及低Qrr（反向恢复电荷）等特点，同时也会探讨其中所涉及的权衡关系。SJ-MOSFET在功率晶体管中的定位功率晶体管的选型必须同时关注耐压、电流、开关频率、效率、成本及可安装性。IGBT在高电压、大功率领域具有优势；SiC MOSFET更容易将应用范围扩展到更高耐压、更高温及更高频方向；而Si MOSFET则能在高频驱动性能与成本之间取得更好的平衡。其中，以传统的Si MOSFET为主流的平面型MOSFET（采用均匀漂移层结构）存在难以克服的“提高耐压能力时导通电阻（RDS(on)）会增加”问题，而SJ-MOSFET大大缓解了这一限制，在600V〜800V级的Si器件中占据着重要地位。另外，表示功率晶体管适用领域的功率-频率关系图，受电路方式、冷却条件、效率目标及容许成本等因素的影响显著。平面型MOSFET与SJ-MOSFET的区别在平面型MOSFET中，漂移层承载关断时的电压。要想提高耐压，就需要降低这一漂移层的浓度，并且增加其厚度。但是，漂移层的电阻会直接影响导通电阻RDS(on)，因此同时实现高耐压和低导通电阻是有极限的。在沟道导通占主导的条件下，导通损耗大致可用 Pcond ≈ Irms2 × RDS(on) 表示，因此RDS(on) 的增加会直接导致损耗上升。相比之下，SJ-MOSFET通过在漂移层中交替形成n型柱和p型柱，在关断时相互补偿电荷，同时横向扩展耗尽层来确保耐压。所谓电荷补偿的概念，是在比平面型更高的掺杂浓度下仍能确保高耐压性能，因此，对于相同的耐压，更容易实现更低的RDS(on)；而对于相同的RDS(on)，则更容易缩小芯片面积。这就是SJ-MOSFET的本质优势。另一方面，SJ结构的制造难度较高，若p柱与n柱的电荷平衡破坏，则无法充分获得其耐压和导通电阻的优势。另外，容易在更小的芯片上实现相同的导通电阻RDS(on)，这有利于降低栅极总电荷Qg和输出电容Coss。但是，关于器件的热裕量、雪崩能量耐受性（雪崩耐量）以及在切断感性负载时产生的应力耐受能力（UIS耐量）的评估，需要另行谨慎进行。也就是说，SJ-MOSFET是很重要的器件，但并非“全都是优点”，需要根据其具体特性来区分使用。结构和设计上的差异如何影响特性表现？SJ-MOSFET的特点在于，即便采用相同的SJ结构，也会因设计目标的不同而存在显著差异。各制造商通过调整单元结构、栅极周边结构、内部栅极电阻、栅-漏电容Cgd和输出电容Coss的行为、体二极管附近的设计以及载流子寿命控制等手段，将产品特性分别向低噪声、高速开关、短trr（反向恢复时间）及低Qrr（反向恢复电荷）等方向进行优化。不过，这些因素并不是相互独立的，通常一个方面得到大幅强化，就会对其他方面产生负面影响。以低噪声为目标的设计如果重视低噪声，其基本要点在于避免开关过程中的dv/dt和di/dt变化过于陡峭。为此，可通过调节控制米勒平台的栅-漏电荷Qgd和有效Cgd的表现，并视情况采用仅作用于高频分量的内部缓冲结构，或设置适当的内部栅极电阻，来使电压和电流的上升更平缓。这些方法的优势在于更容易抑制辐射噪声和传导噪声。另外，由于更容易抑制漏极电压的过冲、振铃以及栅极的误动作，因此更容易设计出易于处理布局和栅极驱动条件的电路。不过，从原理上讲，抑制噪声往往也会导致开关速度略有放缓。这会使导通损耗和关断损耗更容易增加，如果保持相同的热设计，频率提升裕度可能会变小。虽然降低噪声本身就具有其独立的价值，但也应认识到，这一特性是需要与效率进行权衡考量的。以高速开关为目标的设计在重视高速开关性能时，会朝着减少Qg和Qgd、降低内部栅极电阻、抑制影响开关的寄生分量方向进行优化。如果使用在实际栅极驱动电压条件下观察到的Qg，由于开关频率fsw越高，栅极驱动损耗大致按照Pgate ≈ Qg × Vg × fsw增加，因此降低Qg对于高频工作特别有效。此外，Qgd越小，米勒平台越短，导通与关断的切换速度越容易加快。这个方向的设计有助于降低开关损耗，因而有利于提升电源效率，也有利于采用小型磁性器件。这对于从轻负载到中等负载的效率提升，以及通过提高开关频率来实现电源的密度提升等应用场景，益处很大。另一面是容易导致dv/dt和di/dt增大，同时也会受到寄生电感和寄生电容的很大影响。其结果是漏极电压过冲、源极电位反弹、栅极振铃、EMI恶化以及对管误开通启等问题更容易凸显出来。对于高速开关产品而言，即使器件本身性能优异，其整体性能的实现也需要综合考虑电路板布局、栅极电阻、驱动器的驱动能力以及反馈路径的设计。以短trr（反向恢复时间）和低Qrr（反向恢复电荷）为目标的设计在半桥、全桥、图腾柱PFC、电机驱动器等应用中，MOSFET的体二极管有时会参与换流过程。此时，重要的并不仅仅是简单的trr长短而已。除了反向恢复电荷Qrr和反向恢复峰值电流Irrm之外，还需要关注其“恢复的锐度”，即恢复过程中的下降沿是否过于陡峭。在追求短trr和低Qrr的设计中，会通过抑制体二极管附近的载流子积聚，或优化载流子寿命和复合机制，来减少对管开通时需要抽走的电荷量，从而更容易降低换流损耗和瞬态应力。在适当的条件下，这种设计也可降低对外置快恢复二极管（FRD）的需求。不过，这一设计方向也有注意事项：在某些应用场景下，SJ-MOSFET的体二极管在应对电流切换时发生的急剧开关动作时，有时条件依然非常苛刻。即便trr很短，如果Irrm较大，噪声和电压尖峰也较难抑制；即使Qrr很小，若电流波形骤然中断，也会引发振铃。因此，不应仅凭“高速trr”这一单一标签来判断适用性，确认Qrr、Irrm、测量条件以及实际装机后的波形至关重要。特性定位与典型权衡即便是同为SJ-MOSFET，设计时所侧重的特性不同，其关注的参数和电路设计的要点也会随之改变。具体整理如下：侧重的特性主要关注的指标获得的效果主要权衡低噪声Qgd、有效Cgd、内部栅极电阻、dv/dt降低EMI、抑制过冲和振铃、提高易用性开关损耗易增加，频率提升裕度易减小高速开关Qg、Qgd、内部栅极电阻、Eon／Eoff提高效率、提高频率、有利于使用小型磁性器件dv/dt和di/dt增大、EMI恶化、误开通、布局依赖性增加高速trr、低Qrrtrr・Qrr、Irrm、恢复波形的锐度减少换流损耗，降低对管应力，提高省去FRD的可能性在某些条件下，硬换流的严苛程度依然存在，必须进行实际装机确认。判断是否需要外置快恢复二极管的条件为何需要外置快恢复二极管（FRD）在逆变器和电机驱动器等桥式电路中，死区时间或能量回馈期间，体二极管可能导通，紧接着对管可能会开通。此时，需要在短时间内抽走二极管中积蓄的电荷，该过程中会产生反向恢复电流。对管不仅要承载负载电流，还要承载这个反向恢复电流，因此易导致开关损耗、电压过冲、振铃和电磁干扰（EMI）增加。所以，当体二极管的反向恢复特性不够理想时，设计上常在MOSFET上并联恢复速度更快的外置FRD，来抑制损耗和噪声。增加外置FRD会导致元器件数量、电路板面积、成本以及寄生分量的增加，同时，二极管在实际导通区间中，由正向电压引起的损耗也是不可忽视的。 降低外置快恢复二极管必要性的条件较易降低外置FRD必要性的条件是，所选的SJ-MOSFET的Qrr和Irrm足够小，以及电路条件使得体二极管较难发生深度且长时间导通。例如，接近软开关的换流过程较多的电路、能够适当控制死区时间的电路，以及寄生电感得到充分抑制的实际安装条件，在这些情况下仅使用内置二极管即可满足要求。而在硬换流频繁发生的电路以及大电流、高温、高频的条件下，去除外置FRD的难度则会急剧上升。因此，不能简单概括为“因为是短trr（反向恢复时间）产品，所以不需要FRD”，应该预先评估在该电路中，体二极管究竟会以多大电流导通多长时间，这非常重要。 判断快恢复二极管必要性时的注意事项在判断是否需要外置FRD时，不应仅凭技术规格书中的trr和Qrr值就下结论，这一点至关重要。这些数值会因正向电流IF、电流变化率di/dt、结温Tj等条件而发生显著变化。若要进行比较，必须确保在相同条件下进行，最终需通过双脉冲测试及实机开关波形，确认电压尖峰、振铃、发热和电磁干扰情况。技术规格书中优先确认的项目在选择SJ-MOSFET时，仅关注导通电阻是无法找到最优解决方案的。应至少考虑导通损耗、栅极驱动损耗与开关速度、换流损耗与噪声，乃至稳健性。首先，导通电阻（RDS(on)）是评估导通损耗的基本参数。然而，仅关注25℃时的典型值是不够的，还必须考虑高温下的增长率和实际使用电流下的损耗情况。即使在相同耐压和相同封装条件下，设计目标不同的产品其RDS(on)与Qg的平衡关系也会不同，因此采用RDS(on)×Qg这样的FOM（Figure of Merit：性能指数）进行整体评估同样是有效方法。接下来，需确认Qg、Qgd、内部栅极电阻，必要时还需确认导通损耗Eon和关断损耗Eoff。Qgd对米勒平台有很大影响，因此仅凭较小的Qg值来判断是不充分的，重要的是还需要关注电荷的具体分配情况。产品开关速度越快，通过外置栅极电阻可调节的范围越广，但同时布局依赖性也更强。另外，在可能使用体二极管的电路中，优先确认trr、Qrr、Irrm其中测量条件的一致性是绝对条件。此外，仅凭数值表有时难以判断波形是否陡峭、是否容易产生振铃现象，因此还需要结合特性曲线图和应用指南进行确认。在SJ-MOSFET中，Coss的电压依赖性较大也是一个不容忽视的因素。由于小信号的单一Coss值有时无法充分反映导通时的能量和振铃易发性，因此如果条件允许，应同时确认输出电荷Qoss和输出电容中储存的能量Eoss，这样可进行更接近电路中实际表现的比较。对于重视谐振和轻负载效率的电路而言，这一点尤为重要。最后，还需要确认抗浪涌能力、雪崩耐量、UIS耐量等针对异常条件的稳健性。SJ-MOSFET在降低损耗方面优势显著，但在电路异常情况下的裕量设计是需要另行考虑的问题。选型时不仅要考虑正常运行时的效率，还要评估其在启动、停止、浪涌及异常工作时所能承受的应力水平，这样才能减少后续的返工风险。 总结SJ-MOSFET的选型，并非仅仅是“挑选低导通电阻的MOSFET”那么简单。这项工作需要在器件上反映出电路设计中的优先顺序，比如容许多大程度的噪声、需要多高的开关速度、对体二极管的反向恢复特性要求有多严格。从这个意义上说，低噪声、高速开关、短路恢复时间（trr）、低反向恢复电荷（Qrr）等特性，不应仅仅理解为不同型号产品的差异，而应视为由结构和设计差异所产生的特性波动范围，这样理解更接近本质。比较技术规格书中的数值与实际装机后的波形，寻找效率、噪声和稳健性的最佳平衡点，是用好SJ-MOSFET的关键所在。
2026-08-13 10:24 阅读量：237
ROHM课堂丨MOSFET的导通电阻（RDS(on)）
行业新闻

ROHM课堂丨MOSFET的导通电阻（RDS(on)）

MOSFET的导通电阻（RDS(on)）是指MOSFET处于导通状态时漏极与源极之间的电阻，是影响导通损耗和发热的重要参数。导通电阻（RDS(on)）会随着栅极-源极电压（VGS）、漏极电流（ID）、结温（TJ）等条件而变化，通常随温度升高或VGS降低而增加。特别是在电源电路和电机控制电路等大电流应用中，RDS(on)的差异与损耗、温升息息相关，因此掌握技术规格书的解读方法和估算步骤至关重要。本文将介绍RDS(on)的解读方法、导通损耗的计算方法以及根据用途选择器件的要点。MOSFET的导通电阻与导通损耗的关系MOSFET的导通电阻（RDS(on)）是估算导通时损耗的基准。相比之下，双极结型晶体管（BJT）作为饱和开关使用时，其导通时的损耗主要由集电极-发射极间的饱和电压（VCE(sat)）决定。而MOSFET在导通状态下会像电阻一样工作，因此其损耗会与电流的平方成正比增加。下面列出了损耗表示方式的差异。MOSFET与BJT的损耗表示方式差异双极结型晶体管（BJT）在作为开关使用并处于饱和状态时，其导通时的导通损耗可通过以下公式计算得出。集电极损耗：　PC=VCE(sat)×IC对于MOSFET而言，在导通状态下，其漏极-源极间作为电阻（RDS(on)）工作，因此导通时的导通损耗可通过以下公式近似计算。导通损耗：　PD≈I2D×RDS(on)这种损耗以热的形式在MOSFET内部产生，并通过封装和电路板散发出来。因此，RDS(on)越小，导通损耗就越低，从而更容易抑制发热量。需要注意的是，实际的温升，还会受到元器件温度、电路板设计、散热条件、开关频率等因素的影响。导通电阻（RDS(on)）的电气特性结合测量条件（VGS / ID / TJ）进行解读导通电阻RDS(on)并非固定值，其值会随栅-源电压（VGS）、漏极电流（ID）、结温（TJ）等条件的变化而改变。技术规格书中记载的RDS(on)必然与其测量条件相应出现，因此在设计时需要在这些相同条件进行比较，并结合实际运行环境预留充足的裕量。VGS和ID引起的导通电阻变化：用于损耗计算的RDS(on)的选择方法如上述特性曲线所示，导通电阻随栅-源电压的升高而减小。另外，即使在相同的栅-源电压条件下，导通电阻也会随漏极电流的变化而变化。在计算损耗时，应使用与实际施加的栅-源电压（VGS）和预期漏极电流（ID）相近条件下的导通电阻RDS(on)。当技术规格书中给出多个VGS条件时，应以最接近实际栅极驱动电压（例如：4.5V/5V/10V）条件的值或特性曲线为基准。电阻区（欧姆区）的近似公式及其与导通损耗的关联当MOSFET处于导通状态并作为电阻工作时，在漏-源电压（VDS）相对较小的区域（电阻区，也称欧姆区），可以使用以下近似公式。RDS(on)≈VDSID下面将使用该RDS(on)估算导通损耗（电流变化时，使用有效值IRMS）。RDS(on) 随温度升高而增大RDS(on)也会随温度而变化。通常温度升高时RDS(on)会增大（呈现正温度系数），因此在计算损耗时需要考虑到工作时的温升。技术规格书中的值（typ/max）及设计裕量的取法在电气特性表中，通常会同时给出RDS(on)的typ（典型值）和max（最大值）。在进行损耗和温升设计时，原则上以最大值（max）为基准，并在此基础上，结合温度特性（RDS(on)的温度依赖性）考虑到预期结温（TJ）下的增加量，以确保设计更安全。典型值（typ）可以作为衡量“该产品易于实现多低的电阻”的参考指标，但在需要考虑量产差异和高温劣化的应用场景（最差条件下的损耗计算）中，不建议直接使用典型值。导通损耗的实际计算方法（结合占空比和温度）基本公式：导通损耗为 I2 × RDS(on)MOSFET的导通损耗，基本上可以通过下列公式求得：PD=I2×RDS(on)其中，I表示在导通状态下流经MOSFET的电流。结合占空比和有效值（IRMS）计算平均损耗在电路设计中，未必总是在恒流恒压状态下工作（直流电路）。在进行PWM驱动或断续工作时，需要考虑到MOSFET导通时间所占的比例（占空比）。因此，平均导通损耗可通过下面的公式求得：Pavg=I2×RDS(on)×D其中，D表示占空比（导通比率）。在直流工作状态下，D=1（100%）。另外，如果电流发生变化，则应使用导通期间所流过电流的有效值（IRMS），通过下面的公式求得：Pavg=I2RMS×RDS(on)×D温升导致的RDS(on)增加的部分，通过“温度系数k”进行补偿在实际电路中，MOSFET自身的发热会导致结温（TJ）上升，从而使导通电阻大于规格书中的值（通常在25℃下测得）。要想正确估算损耗，需要参考技术规格书中的温度特性，将RDS(on)的增加视为“温度系数k”，并采用以下公式进行计算： 将安装电阻和自发热（热阻）纳入估算在估算导通损耗时，不仅需要考虑MOSFET的RDS(on)，由安装产生的串联电阻（如电路板布线、过孔、连接器等）有时也不容忽视。在mΩ级的应用中，电路整体的导通损耗通常可以作为合成电阻进行估算，即P ≈ IRMS2 ×（RDS(on)＋R布线）× D，这样与计算出的值与实际设备的实测值之间的偏差会更小。另外，要想正确选择温度系数k，首先需要估算出工作时的TJ（结温）。最简单的方法是以环境温度T<sub>A</sub>为基准，通过 TJ ≈ T<sub>A</sub> + Ptotal × RθJA（或者如果已知外壳温度TC，则使用TJ ≈ TC + Ptotal × RθJC）来估算。这里的Ptotal是指总损耗，不仅包括导通损耗，还包括开关损耗。首先，根据25℃附近的RDS(on)（技术规格书）计算导通损耗，如有必要再加上开关损耗，得出P_total。接下来，根据P_total和热阻Rθ来估算TJ。最后，根据温度特性更新为对应TJ的RDS(on)（温度系数倍率k），并在必要时重新计算P_total。像这样通过哪怕一次“损耗→温度→RDS(on)”的迭代收敛，就能更轻松地获得包含温升在内的设计裕量。 不能仅凭导通电阻做选择：导通损耗与开关损耗的权衡降低 RDS(on) 容易导致 Qg 和寄生电容增加降低导通电阻（RDS(on)）可以减少导通损耗（I2R），但在某些应用中，开关损耗的影响也不容忽视。通常，降低导通电阻往往伴随着芯片面积的增加，这最终会导致栅极电荷Qg和寄生电容增加，从而可能引起开关损耗和栅极驱动损耗上升。通过RDS(on)×Qg（或 RDS(on)×Qgd）权衡考量尤其在开关频率较高的电源电路中，不应仅关注RDS(on)，还应通过诸如RDS(on)×Qg（或RDS(on)×Qgd）这类指标来看“导通损耗与开关损耗的平衡”，这样更容易选择总损耗最小的器件。导通电阻最小的器件，未必能使电路整体的损耗最小，这是实际应用中的关键点。封装对导通电阻值的比较芯片尺寸（表面积）与封装尺寸的关系经常听到“封装越大导通电阻越小”的说法，但这里起主要作用的并非“封装表面积本身”，而是该封装中能容纳的硅芯片（Die）的有效面积。由于功率MOSFET采用的是大量单元并联的结构，因此芯片面积越大，电流路径的并联数量就越多，最终导致RDS(on)更容易降低。另外，技术规格书中记载的RDS(on)并非仅指硅芯片内部的电阻，而是测量自漏极引脚至源极引脚的电流路径中所包含电阻的总和（引脚间电阻）所得的值。也就是说，其中包括芯片内部的沟道电阻、漂移层电阻、金属布线电阻，以及封装侧的引线框架/键合线（或铜夹片）和引脚焊盘的电阻，所有这些的总和。因此，如果封装改变，不仅可容纳芯片面积的上限会改变，而且受封装自身的电阻和散热性能两个方面的影响，RDS(on) 也会发生变化。大电流应用中引脚结构和布局（开尔文源极）的作用在mΩ级的大电流开关中，由于电路板布线和封装的电感（封装寄生电感（公共源极电感）的影响，源极电位会发生波动，从而导致表象上VGS下降，导通状态恶化。为抑制这一影响，有效的方法包括采用支持开尔文源极的封装（可将功率源极引脚与栅极驱动基准源极分离），以及将栅极反馈（源极）布线从电源环路中分离出来的布局设计。在评估时不仅要关注RDS(on)的数值指标，还需综合考量引脚结构和实际安装便利性，这样才能有效减少实际安装后的性能波动。
2026-08-11 11:35 阅读量：248
热门分类
盒子，外壳，机架 电缆，电线 电路保护 连接器，互连器件 开发套件 机电产品 嵌入式解决方案 风扇，热管理 光电元件 其它 无源元件 电源 半导体 传感器，变送器 测试与测量
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
TL431ACLPR Texas Instruments
MC33074DR2G onsemi
型号 品牌 抢购
BP3621 ROHM Semiconductor
TPS63050YFFR Texas Instruments
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
原厂授权品牌
更多授权品牌>>
资讯排行榜
  • 周排行榜
  • 月排行榜

相关百科
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年，现 有超过3500家优质供应商，收录600万种产品型号数据，100 多万种元器件库存可供选购，产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等，为广大客户提供一站式购 销服务。

请输入下方图片中的验证码：

验证码