MOSFET compactos para sistemas de 24 V y 48 V

Toshiba Electronics Europe lanza un nuevo portafolio de MOSFET de potencia de canal N de 60 V y 100 V, diseñados para mejorar la eficiencia de conversión de energía en equipos industriales. Estos componentes discretos están dirigidos a controladores lógicos programables, variadores de frecuencia, sistemas de servidores y electrodomésticos automatizados que operan dentro de arquitecturas modernas de suministro de energía de 24 V y 48 V.

Abordar la transición a los sistemas de 48 voltios
Los fabricantes de equipos industriales están migrando cada vez más de las fuentes de alimentación convencionales de 12 V y 24 V a sistemas de 48 V para reducir el consumo total de energía y mejorar la eficiencia de distribución eléctrica. Dentro de estas redes de mayor voltaje, las corrientes de irrupción y las sobretensiones transitorias pueden elevar temporalmente los voltajes de línea por encima de 50 V, y ocasionalmente hasta 80 V. Para garantizar un funcionamiento continuo y fiable bajo estas condiciones de estrés eléctrico, los nuevos MOSFET de 100 V proporcionan el margen de voltaje necesario para los circuitos de 48 V. Simultáneamente, las variantes de 60 V sirven a la base establecida de aplicaciones estándar de 24 V.

Gestión térmica y miniaturización de encapsulados
Las limitaciones de espacio físico en la automatización industrial, los servomotores de frecuencia variable y los electrodomésticos requieren componentes de potencia que equilibren la reducción del tamaño con la disipación térmica necesaria. El portafolio lanzado utiliza tres tipos distintos de encapsulados de montaje en superficie para abordar diversos requisitos de diseño espacial y térmico.

Para aplicaciones de conmutación de uso general, el encapsulado SOT-23F mide 2,9 mm por 2,4 mm y proporciona 1,0 W de disipación de potencia. Los diseños que requieren un mayor rendimiento térmico utilizan el encapsulado TSOP6F, que maneja hasta 1,5 W dentro de un tamaño de 2,9 mm por 2,8 mm. Donde la estricta miniaturización del espacio en la placa es la principal restricción, el encapsulado UDFN6B ofrece 1,25 W de disipación térmica desde un área compacta de 2,0 mm por 2,0 mm.

Resistencia en estado de conducción y designaciones de componentes
Minimizar las pérdidas de conducción es fundamental para la eficiencia general del sistema, tanto en equipos industriales pesados como en dispositivos de consumo, como calentadores de agua y robots aspiradores. Los componentes logran una baja resistencia en estado de conducción (R_DS(ON)) a pesar de sus dimensiones físicas compactas.

Los dispositivos de 100 V diseñados para líneas de alimentación de 48 V —que comprenden los modelos SSM3K387R (SOT-23F), SSM6K387R (TSOP6F) y SSM6K387NU (UDFN6B)— operan con una R_DS(ON) de 198 mΩ. Para los sistemas de 24 V, los dispositivos de 60 V están disponibles en dos niveles de resistencia. El nivel de 99 mΩ incluye los modelos SSM3K388R, SSM6K388R y SSM6K388NU, que son adecuados para rutas de mayor corriente. Un nivel de 200 mΩ, que comprende los modelos SSM3K389R, SSM6K389R y SSM6K389NU, está diseñado para funciones de conmutación auxiliar de menor corriente.

Contexto adicional
Esta sección detalla las especificaciones técnicas y el análisis comparativo competitivo que no se incluyen en el comunicado de prensa original.

En el mercado de MOSFET de potencia discretos de menos de 100 V, los componentes se evalúan continuamente en función de la resistencia específica en estado de conducción (R_DS(ON)) por unidad de área (mm²) y la resistencia térmica desde la unión al ambiente. Dispositivos similares de canal N de 100 V en encapsulados compactos son fabricados por competidores como Infineon Technologies y onsemi. Por ejemplo, los MOSFET industriales de 100 V de Infineon alojados en encapsulados SuperSO8 o SOT-223 frecuentemente apuntan a valores R_DS(ON) ultrabajos por debajo de 10 mΩ para backplanes de servidores de alta corriente. Sin embargo, esos encapsulados ocupan un área de placa significativamente mayor (por ejemplo, 5,0 mm x 6,0 mm) en comparación con el tamaño de 2,0 mm x 2,0 mm del UDFN6B. Los valores de 198 mΩ y 99 mΩ de los dispositivos Toshiba recién introducidos los posicionan específicamente para la conmutación auxiliar de potencia media a baja, el cambio de nivel y los circuitos de accionamiento de compuerta donde la miniaturización extrema de la placa y la baja carga de compuerta tienen prioridad sobre la máxima capacidad de transporte de corriente.

Editado por Aishwarya Mambet, editora de Induportals, con asistencia de IA.

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