
冬季续航焦虑让PTC空气加热器成为电动车标配。800W~1.5kW的陶瓷发热体直接由高压400V母线供电,对功率器件提出“高耐压、低损耗、抗雪崩”三重挑战。微硕WINSOK推出的WSF5N50A 500V/4.8A N沟MOSFET,以2400mΩ导通电阻与57mJ单脉冲雪崩能量,精准切入PTC加热器“高压开关+短路保护”应用,助力实现3秒速热、零误触发、零熔丝设计。
PTC加热器电源痛点
高压母线瞬态:动力电池热插拔、继电器弹跳可产生±480V尖峰,器件必须留20%裕量。 冷启动过流:陶瓷片低温阻值小,启动瞬间电流可达额定3倍,需器件扛14A脉冲。 空间受限:加热器控制盒仅手掌大,要求单颗器件完成开关+保护,避免IGBT驱动复杂。 安规冗余:UL2594要求短路5ms内切断,传统保险丝响应慢,需MOSFET自雪崩钳位。WSF5N50A关键特性
500V耐压,400V母线下裕量20%,通过±480V瞬态雷击测试,无需吸收电路。 4.8A连续、14.4A脉冲电流,冷启动瞬间扛3倍过流,温升<35℃。 57mJ单脉冲雪崩能量,短路时主动钳位,5ms内耗散能量,替代快熔保险丝,BOM减1颗。 TO-252-2L(DPAK)封装,RθJC=6.25℃/W,铝基板加2W导热垫即可在85℃机舱长期运行。 8nC总栅极电荷,可用12V/5mA栅极驱动,直接从车载继电器线圈电源取电,省隔离驱动。 展开剩余46%典型应用拓扑
高边开关将WSF5N50A置于400V正极,MCU通过光耦驱动栅极,导通压降9.6V@4A,PTC得电3秒内出风口升温至45℃,比传统继电器方案快一倍,无触点粘连风险。
雪崩短路保护当陶瓷片破裂短路,电流骤升,WSF5N50A进入雪崩钳位,瞬间把电压拉低到50V,能量57mJ在器件内部耗散,5ms后栅极关断,避免母线掉压,整车高压继电器无需动作,系统可继续运行。
零功耗待机加热器关闭时,栅极下拉0V,IDSS仅1µA@400V,整机待机功耗<0.4mW,满足新能源车主机厂<5mW暗电流要求。
散热与可靠性在1kW加热器连续4A工况下,器件功耗9.6W,铝基板温升45℃,远低于150℃结温限值。内置R g=4.2Ω栅极电阻,抑制dV/dt误开通,通过ISO7637-2 400V负载突降测试,无额外稳压管亦可存活。
结论WSF5N50A以“500V耐压+雪崩保护+DPAK封装”三位一体,在车载高压PTC加热器中实现保险丝级保护、继电器级易用、IGBT级耐压。其自钳位雪崩能力让短路不再可怕,帮助整车厂省去快熔与预充电路,把冬季“热风”送到更快、更安全、更省空间的新高度。
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