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全球領(lǐng)先的內(nèi)絕緣新型MOSFET深度測(cè)試

對(duì)工程師來(lái)說(shuō)，有一種苦惱叫做“糾結(jié)”。

糾結(jié)中功率LED電源試用QR還是LLC既能高效又能低成本？

糾結(jié)眾多的電源方案哪一種會(huì)是自己所要的最優(yōu)設(shè)計(jì)？

甚至糾結(jié)貼片電阻電容是用0805還是0603的可靠性高？

當(dāng)然，在人工成本不斷上漲的今天，還需要糾結(jié)性能和成本……


如果你沒(méi)有糾結(jié)過(guò)，那你真心不是一個(gè)合格的研發(fā)工程師。。。。

或許你也正在糾結(jié)或者曾經(jīng)糾結(jié)過(guò)：MOSFET是用TO-220還是TO-220F的封裝了。

TO-220，熱阻小，散熱性能更好，但多數(shù)情況下還得為它增加絕緣片、絕緣粒，輔料雖不值錢(qián)，但這些都是直接的人工成本增加。

TO-220F，絕緣的封裝，省掉了這些人工成本，但增加了熱阻，降低了MOSFET的功率使用率，需要用更大規(guī)格的MOSFET或者犧牲產(chǎn)品的部分性能。

。。。。。。。


不過(guò)，現(xiàn)在好消息來(lái)了，今天開(kāi)始，我們不再糾結(jié)這個(gè)問(wèn)題了。。。

銳駿為廣大工程師們從技術(shù)上徹底解決了這個(gè)難點(diǎn)，推出了內(nèi)絕緣的TO-220封裝的MOSFET。。。。


無(wú)圖無(wú)真相，果斷上實(shí)際應(yīng)用圖：

_T_05320

這是一個(gè)全橋交錯(cuò)的逆變電源。


你沒(méi)看錯(cuò)，這不是一個(gè)只負(fù)責(zé)打螺絲的電源工程師干的活，而是采用銳駿內(nèi)絕緣MOSFET RU7088R3設(shè)計(jì)的，

不再擔(dān)心這么玩會(huì)短路了，也不再擔(dān)心購(gòu)買的絕緣片、絕緣粒的品質(zhì)、熱阻、耐受溫度、可靠性……等各種問(wèn)題了。


同時(shí)銳駿還為這種封裝定義了一個(gè)名稱：TO-220S

下面對(duì)比同規(guī)格的TO-220S和TO-220


_T_06219

_T_06224

RU7088R3 TO-220S封裝的，黃綠探勾測(cè)試的AG34401A顯示OPEN，表示外殼和MOS的中間腳D極絕緣；

RU7088R TO-220封裝的，紅黑探勾測(cè)試的HP34401A顯示阻抗0.1305歐姆，當(dāng)然，這個(gè)阻抗基本是測(cè)試線的阻抗，表示外殼和MOS的D極是直通的。


正反面對(duì)比大圖：


_T_06228

細(xì)心看看就能看出，TO-220S和TO-220同規(guī)格的MOSFET，不僅是正面型號(hào)刻印位置不一樣，反面的形狀也是完全不一樣的。


看來(lái)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化。


全部回復(fù)(88)
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javike
LV.12
2
2015-03-31 13:32

附上這款MOSFET的規(guī)格書(shū)：

RU7088R3.pdf


再看看官方的介紹：














內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：




從這張內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中可以看到，實(shí)際的基底還是和MOSFET的D極相連的，而在基底與金屬外殼之間加了一層絕緣層。



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javike
LV.12
3
2015-03-31 13:32
@javike
附上這款MOSFET的規(guī)格書(shū)：RU7088R3.pdf再看看官方的介紹：[圖片][圖片][圖片][圖片][圖片][圖片]內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：[圖片]從這張內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中可以看到，實(shí)際的基底還是和MOSFET的D極相連的，而在基底與金屬外殼之間加了一層絕緣層。

用24V2400W逆變套件的前級(jí)驅(qū)動(dòng)板搭了個(gè)開(kāi)環(huán)逆變升壓電路繼續(xù)測(cè)試





連續(xù)老化測(cè)試4個(gè)多小時(shí)對(duì)比測(cè)試溫升。。。。





測(cè)試詳情：

1. 12.2V48A開(kāi)關(guān)電源做輸入電壓源

2. LINI-T UT61E萬(wàn)用表監(jiān)測(cè)輸入源輸出端電壓

3. CUSTOM CM-4000R 鉗表監(jiān)測(cè)輸入電流

4. AG34401A臺(tái)式萬(wàn)用表監(jiān)測(cè)輸入端電壓

5. HP34401A臺(tái)式萬(wàn)用表監(jiān)測(cè)輸出端電壓

6. KIKUSUI PLZ1003W電子負(fù)載為輸出帶載

7. Maynuo M8811為逆變驅(qū)動(dòng)板供電（輔助電源）

8. SIGLENT SDS3054示波器采用2支普通10：1探頭、1支知用CP0030A電流探頭和1支泰克A6312電流探頭檢測(cè)RU7088R3和RU7088R MOSFET的VDS和ID

9. YOKOGAWA DLM2022示波器采用2支普通10：1探頭檢測(cè)RU7088R3和RU7088R MOSFET的VGS

10. Tektronix DPO2014示波器采用知用DP6130差分探頭檢測(cè)輸出電壓。

11. Keithley 2700數(shù)據(jù)采集儀測(cè)量RU7088R3和RU7088R的D級(jí)溫度和散熱器溫度以及環(huán)境溫度。



測(cè)試時(shí)：

MOSFET的溫度在50度以下時(shí)，MOSFET和散熱器的溫度基本相等，

MOSFET的溫度在50度以上時(shí)，TO-220溫升開(kāi)始高于TO-220S，但一直到80多度差距還是不算太大，一直高數(shù)度之內(nèi)。


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2015-03-31 13:48
 javike版又一巨作，搶位置來(lái)了。
0
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2015-03-31 13:49
J的帖子看圖片也是種享受.
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2015-03-31 13:54
繼續(xù)，期待！
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higel
LV.8
7
2015-03-31 22:13
@javike
附上這款MOSFET的規(guī)格書(shū)：RU7088R3.pdf再看看官方的介紹：[圖片][圖片][圖片][圖片][圖片][圖片]內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：[圖片]從這張內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中可以看到，實(shí)際的基底還是和MOSFET的D極相連的，而在基底與金屬外殼之間加了一層絕緣層。
高壓MOS能夠做成這種封裝嗎？
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小礦石
LV.10
8
2015-03-31 22:15
@javike
附上這款MOSFET的規(guī)格書(shū)：RU7088R3.pdf再看看官方的介紹：[圖片][圖片][圖片][圖片][圖片][圖片]內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：[圖片]從這張內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中可以看到，實(shí)際的基底還是和MOSFET的D極相連的，而在基底與金屬外殼之間加了一層絕緣層。
拜讀大作了
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weigp
LV.3
9
2015-04-01 15:11
@javike
附上這款MOSFET的規(guī)格書(shū)：RU7088R3.pdf再看看官方的介紹：[圖片][圖片][圖片][圖片][圖片][圖片]內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：[圖片]從這張內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中可以看到，實(shí)際的基底還是和MOSFET的D極相連的，而在基底與金屬外殼之間加了一層絕緣層。

要是500V的以上的MOS能做到這點(diǎn)就完美了

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2015-04-01 15:13
高壓MOS可以做到這種工藝嗎？?jī)?nèi)部絕緣最大能到多少伏？是否對(duì)散熱產(chǎn)生影響。
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竇方圓
LV.1
11
2015-04-01 16:56
to-220s與to-220封裝的管子熱阻能相差多少呢？
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stone198739
LV.2
12
2015-04-01 18:41
@竇方圓
to-220s與to-220封裝的管子熱阻能相差多少呢？
主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)貌似是散熱片與芯片之間的電器隔離
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心中有冰
LV.11
13
2015-04-02 09:12

此種結(jié)構(gòu)將漏極跟本體金屬結(jié)構(gòu)分開(kāi)了，在正常工作的時(shí)候會(huì)不會(huì)造成MOSFET本身的結(jié)溫更高？

對(duì)于MOSFET內(nèi)部來(lái)講，因?yàn)門(mén)O-220S此種結(jié)構(gòu)的熱阻是大于傳統(tǒng)的TO-220的，但是MOSFET本身的金屬散熱片到外部的金屬散熱片之間的熱阻，TO-220S就有很大的優(yōu)勢(shì)了，但這種熱阻上的優(yōu)勢(shì)是否能抵消其內(nèi)部熱阻的劣勢(shì)？

請(qǐng)Javike版主奉上測(cè)試對(duì)比數(shù)據(jù)，大家就一目了然了

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risky000
LV.5
14
2015-04-02 11:17
新的封裝技術(shù)，希望能得到市場(chǎng)的考驗(yàn)。很期待高壓MOS的出來(lái)。新的封裝與TO-220F塑封的熱阻相差多少呢？有沒(méi)有具體的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)？
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javike
LV.12
15
2015-04-02 11:36
@心中有冰
此種結(jié)構(gòu)將漏極跟本體金屬結(jié)構(gòu)分開(kāi)了，在正常工作的時(shí)候會(huì)不會(huì)造成MOSFET本身的結(jié)溫更高？對(duì)于MOSFET內(nèi)部來(lái)講，因?yàn)門(mén)O-220S此種結(jié)構(gòu)的熱阻是大于傳統(tǒng)的TO-220的，但是MOSFET本身的金屬散熱片到外部的金屬散熱片之間的熱阻，TO-220S就有很大的優(yōu)勢(shì)了，但這種熱阻上的優(yōu)勢(shì)是否能抵消其內(nèi)部熱阻的劣勢(shì)？請(qǐng)Javike版主奉上測(cè)試對(duì)比數(shù)據(jù)，大家就一目了然了

搭了一個(gè)溫升測(cè)試實(shí)驗(yàn)電路

但羅德與施瓦茨的電源不給力，輸出10A老化測(cè)試只能讓MOSFET溫升5度左右，分不出上下。

準(zhǔn)備換個(gè)大功率電源繼續(xù)測(cè)試。。。。

請(qǐng)關(guān)注。。。。

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心中有冰
LV.11
16
2015-04-02 11:55
@javike
[圖片]搭了一個(gè)溫升測(cè)試實(shí)驗(yàn)電路但羅德與施瓦茨的電源不給力，輸出10A老化測(cè)試只能讓MOSFET溫升5度左右，分不出上下。準(zhǔn)備換個(gè)大功率電源繼續(xù)測(cè)試。。。。請(qǐng)關(guān)注。。。。
溫升的測(cè)試點(diǎn)非常關(guān)鍵
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javike
LV.12
17
2015-04-02 17:41
@javike
用24V2400W逆變套件的前級(jí)驅(qū)動(dòng)板搭了個(gè)開(kāi)環(huán)逆變升壓電路繼續(xù)測(cè)試[圖片]連續(xù)老化測(cè)試4個(gè)多小時(shí)對(duì)比測(cè)試溫升。。。。[圖片]測(cè)試詳情：1.12.2V48A開(kāi)關(guān)電源做輸入電壓源2.LINI-TUT61E萬(wàn)用表監(jiān)測(cè)輸入源輸出端電壓3.CUSTOMCM-4000R鉗表監(jiān)測(cè)輸入電流4.AG34401A臺(tái)式萬(wàn)用表監(jiān)測(cè)輸入端電壓5.HP34401A臺(tái)式萬(wàn)用表監(jiān)測(cè)輸出端電壓6.KIKUSUIPLZ1003W電子負(fù)載為輸出帶載7.MaynuoM8811為逆變驅(qū)動(dòng)板供電（輔助電源）8.SIGLENTSDS3054示波器采用2支普通10：1探頭、1支知用CP0030A電流探頭和1支泰克A6312電流探頭檢測(cè)RU7088R3和RU7088RMOSFET的VDS和ID9.YOKOGAWADLM2022示波器采用2支普通10：1探頭檢測(cè)RU7088R3和RU7088RMOSFET的VGS10.TektronixDPO2014示波器采用知用DP6130差分探頭檢測(cè)輸出電壓。11.Keithley2700數(shù)據(jù)采集儀測(cè)量RU7088R3和RU7088R的D級(jí)溫度和散熱器溫度以及環(huán)境溫度。測(cè)試時(shí)：MOSFET的溫度在50度以下時(shí)，MOSFET和散熱器的溫度基本相等，MOSFET的溫度在50度以上時(shí)，TO-220溫升開(kāi)始高于TO-220S，但一直到80多度差距還是不算太大，一直高數(shù)度之內(nèi)。


各溫度測(cè)試點(diǎn)圖

注：

1. 環(huán)境溫度的熱電偶放置在MOSFET、變壓器、驅(qū)動(dòng)板之間的中間位置。

2. MOSFET溫度測(cè)試的熱電偶與MOSFET完全接觸會(huì)導(dǎo)致干擾，所以固定熱電偶時(shí)，在MOSFET的D極墊一層麥拉膠紙（0.025mm厚度），再安裝熱電偶，抽去麥拉膠紙后點(diǎn)416點(diǎn)溫膠水加7452固化，再用萬(wàn)用表檢測(cè)熱電偶與MOSFET無(wú)短路。

3. MOSFET散熱器溫度測(cè)試點(diǎn)在MOSFET中間正上方散熱器基板與翅片轉(zhuǎn)角位置。

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javike
LV.12
18
2015-04-02 17:42
@javike
[圖片]各溫度測(cè)試點(diǎn)圖注：1.環(huán)境溫度的熱電偶放置在MOSFET、變壓器、驅(qū)動(dòng)板之間的中間位置。2.MOSFET溫度測(cè)試的熱電偶與MOSFET完全接觸會(huì)導(dǎo)致干擾，所以固定熱電偶時(shí)，在MOSFET的D極墊一層麥拉膠紙（0.025mm厚度），再安裝熱電偶，抽去麥拉膠紙后點(diǎn)416點(diǎn)溫膠水加7452固化，再用萬(wàn)用表檢測(cè)熱電偶與MOSFET無(wú)短路。3.MOSFET散熱器溫度測(cè)試點(diǎn)在MOSFET中間正上方散熱器基板與翅片轉(zhuǎn)角位置。


老化測(cè)試中的電壓電流數(shù)據(jù)。。。。

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javike
LV.12
19
2015-04-02 17:43
@javike
[圖片]老化測(cè)試中的電壓電流數(shù)據(jù)。。。。



Keithley 2700采集數(shù)據(jù)：

116通道：環(huán)境溫度（原本的室溫在25-26度，實(shí)驗(yàn)臺(tái)的溫度被烤起來(lái)了）

117通道：RU7088R3（TO-220S）的散熱器溫度

118通道：RU7088R（TO-220）的散熱器溫度

119通道：RU7088R3（TO-220S）MOSFET溫度

120通道：RU7088R（TO-220）MSOFET溫度


當(dāng)MOSFET溫度達(dá)到80度左右時(shí)，溫升差距變得明顯了。

RU7088R3（TO-220S）比RU7088R（TO-220） MOSFET溫度低了近10度，

RU7088R3（TO-220S）比RU7088R（TO-220）的散熱器溫度也低了2度。



MOSFET到散熱器的溫差：

RU7088R3（TO-220S）=76.98-63.17=13.81度

RU7088R（TO-220） =86.65-65.06=21.59度

溫差越大說(shuō)明熱阻越大。


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javike
LV.12
20
2015-04-02 17:55
@risky000
新的封裝技術(shù)，希望能得到市場(chǎng)的考驗(yàn)。很期待高壓MOS的出來(lái)。新的封裝與TO-220F塑封的熱阻相差多少呢？有沒(méi)有具體的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)？
TO-220F塑封的就不要看了，被甩幾條街的節(jié)奏。。。
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javike
LV.12
21
2015-04-02 17:55
@心中有冰
溫升的測(cè)試點(diǎn)非常關(guān)鍵
嗯，測(cè)試點(diǎn)的確關(guān)鍵。
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javike
LV.12
22
2015-04-02 17:56
@higel
高壓MOS能夠做成這種封裝嗎？
好像還沒(méi)看到高壓的，不過(guò)理論上講應(yīng)該不是問(wèn)題
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地瓜patch
LV.8
23
2015-04-02 20:38
@javike
[圖片]搭了一個(gè)溫升測(cè)試實(shí)驗(yàn)電路但羅德與施瓦茨的電源不給力，輸出10A老化測(cè)試只能讓MOSFET溫升5度左右，分不出上下。準(zhǔn)備換個(gè)大功率電源繼續(xù)測(cè)試。。。。請(qǐng)關(guān)注。。。。

J元帥是裸片測(cè)溫升吧，不加散熱片？

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2015-04-03 08:14
@javike
TO-220F塑封的就不要看了，被甩幾條街的節(jié)奏。。。
用了這么多大功率的MOSFET，每一個(gè)都要加一個(gè)大大的散熱片，如果TO-220S散熱性解決得當(dāng)，其它參數(shù)也得到保證，那絕對(duì)值得推薦。
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javike
LV.12
25
2015-04-03 09:50
@javike
[圖片]Keithley2700采集數(shù)據(jù)：116通道：環(huán)境溫度（原本的室溫在25-26度，實(shí)驗(yàn)臺(tái)的溫度被烤起來(lái)了）117通道：RU7088R3（TO-220S）的散熱器溫度118通道：RU7088R（TO-220）的散熱器溫度119通道：RU7088R3（TO-220S）MOSFET溫度120通道：RU7088R（TO-220）MSOFET溫度當(dāng)MOSFET溫度達(dá)到80度左右時(shí)，溫升差距變得明顯了。RU7088R3（TO-220S）比RU7088R（TO-220）MOSFET溫度低了近10度，RU7088R3（TO-220S）比RU7088R（TO-220）的散熱器溫度也低了2度。MOSFET到散熱器的溫差：RU7088R3（TO-220S）=76.98-63.17=13.81度RU7088R（TO-220）=86.65-65.06=21.59度溫差越大說(shuō)明熱阻越大。

總結(jié)：

      TO-220S封裝在需要與散熱器絕緣的情況下使用，總體熱阻明顯比TO-220加絕緣片小，溫升更低，在MOSFET溫度高于50度以上優(yōu)勢(shì)明顯。

     

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javike
LV.12
26
2015-04-03 09:56
@javike
總結(jié)：   TO-220S封裝在需要與散熱器絕緣的情況下使用，總體熱阻明顯比TO-220加絕緣片小，溫升更低，在MOSFET溫度高于50度以上優(yōu)勢(shì)明顯。   

和銳駿原廠確認(rèn)了下，RU7088R3(TO-220S）和RU7088R（TO-220）采用的是同樣的晶圓，只是結(jié)構(gòu)工藝上做了改進(jìn)，價(jià)格相差很小（畢竟多了一個(gè)絕緣的成本）。

總體價(jià)格優(yōu)勢(shì)來(lái)說(shuō)，TO-220S比TO-220加絕緣片和絕緣粒還得增加裝配人工的勞力成本，成本優(yōu)勢(shì)非常明顯。

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tshdf
LV.5
27
2015-04-03 10:03
@javike
TO-220F塑封的就不要看了，被甩幾條街的節(jié)奏。。。
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higel
LV.8
28
2015-04-03 10:34
@javike
TO-220F塑封的就不要看了，被甩幾條街的節(jié)奏。。。
這是要徹底干掉TO-200FP的節(jié)奏
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junestar520
LV.9
29
2015-04-03 11:18
@higel
這是要徹底干掉TO-200FP的節(jié)奏
留個(gè)腳印，后續(xù)觀賞！
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黑夜公爵
LV.10
30
2015-04-03 11:19
@higel
這是要徹底干掉TO-200FP的節(jié)奏
絕緣性一流，散熱似乎也不錯(cuò)
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risky000
LV.5
31
2015-04-03 11:40
@javike
[圖片]Keithley2700采集數(shù)據(jù)：116通道：環(huán)境溫度（原本的室溫在25-26度，實(shí)驗(yàn)臺(tái)的溫度被烤起來(lái)了）117通道：RU7088R3（TO-220S）的散熱器溫度118通道：RU7088R（TO-220）的散熱器溫度119通道：RU7088R3（TO-220S）MOSFET溫度120通道：RU7088R（TO-220）MSOFET溫度當(dāng)MOSFET溫度達(dá)到80度左右時(shí)，溫升差距變得明顯了。RU7088R3（TO-220S）比RU7088R（TO-220）MOSFET溫度低了近10度，RU7088R3（TO-220S）比RU7088R（TO-220）的散熱器溫度也低了2度。MOSFET到散熱器的溫差：RU7088R3（TO-220S）=76.98-63.17=13.81度RU7088R（TO-220）=86.65-65.06=21.59度溫差越大說(shuō)明熱阻越大。
這個(gè)數(shù)值是完勝啊。。。
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