? 背景概述
戶用光伏儲能系統(tǒng)的發(fā)展受到多種因素的推動(dòng)，包括電價(jià)波動(dòng)、環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)、政策支持和補(bǔ)貼、建設(shè)成本的下降、技術(shù)成熟度的提高、消費(fèi)者行為的變化以及融資方案的多樣化。這些因素共同作用，使得戶用光儲系統(tǒng)能夠通過自產(chǎn)自用和削峰填谷策略顯著降低家庭電費(fèi)支出，同時(shí)符合減少碳足跡的趨勢。此外，政府出臺的激勵(lì)政策如上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼、稅收減免等，降低了戶用光儲系統(tǒng)的初期投資成本，提高了投資回報(bào)率。太陽能光伏板和電池儲能技術(shù)的不斷進(jìn)步，導(dǎo)致成本顯著下降，使得戶用光儲系統(tǒng)變得更加經(jīng)濟(jì)可行。隨著光伏板的效率提高和儲能電池壽命的延長，系統(tǒng)更可靠和高效，滿足了消費(fèi)者對能源自主性和可控性的追求。戶用光伏儲能系統(tǒng)的發(fā)展前景樂觀，預(yù)計(jì)將繼續(xù)保持健康、可持續(xù)的增長勢頭，同時(shí)有效助力碳達(dá)峰和碳中和等國家重大戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。
?BMS（電池管理系統(tǒng)）在儲能系統(tǒng)中的重要性不言而喻，它扮演著至關(guān)重要的角色，確保電池組的安全運(yùn)行，提升電池的使用效率，延長電池的使用壽命，并優(yōu)化整個(gè)儲能系統(tǒng)的性能。?
BMS的主要功能和作用包括：電池參數(shù)監(jiān)測；?故障診斷與預(yù)警?；?充放電管理?；??電池均衡；??熱管理?；??遠(yuǎn)程監(jiān)控與通信管理。
? BMS拓?fù)浞诸?/h2>
按拓?fù)浼軜?gòu)分：BMS分為集中式（Centralized）和分布式（Distributed）兩類。
- 集中式BMS將所有電芯統(tǒng)一用一個(gè)BMS硬件采集，適用于電芯少的場景，具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，一般常見于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場景中。
- 分布式硬件架構(gòu)包括主板和從板。這種硬件架構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是采樣線束距離均勻；缺點(diǎn)是成本較高，需要額外的芯片將各個(gè)模塊的信息整個(gè)發(fā)送給BMS主板。
? 戶用光伏儲能和BMS拓?fù)?/h2>
分立器件為戶用光伏儲能及其BMS中的核心器件，無論是戶用光伏儲能還是電池模塊都在往高功率密度、高效率的趨勢發(fā)展，同時(shí)要求安全可靠，給MOSFET在提出了更高的要求。
? SGT(Shield gate trench MOSFET)技術(shù)簡介
通過在柵極溝槽底部，引入屏蔽柵多晶硅場板，將絕大部分的Cgd轉(zhuǎn)化為了小值的Cgs，顯著地降低了米勒電容Cgd，加快了開關(guān)速度。
依靠屏蔽柵多晶硅場板側(cè)壁厚氧化層的電荷感應(yīng)效應(yīng)，在傳統(tǒng)Trench MOSFET垂直耗盡(p-body/n-epi結(jié))上，引入水平耗盡，在深Trench底部引入一個(gè)新的電場尖峰，將漂移區(qū)電場由三角形分布改變?yōu)榻凭匦畏植迹趯?shí)現(xiàn)同樣的擊穿電壓時(shí)降低了漂移區(qū)電阻，顯著降低了器件的單位面積導(dǎo)通電阻，降低了FOM。
? 客戶案例應(yīng)用及MOS選型
針對客戶48V鋰電池保護(hù)板，短路保護(hù)對 MOSFET 選型的首先要考慮 MOSFET 的耐壓。一般經(jīng)驗(yàn)值是電池包穩(wěn)態(tài)最高電壓的兩倍，即有100%的電壓余量。對 MOSFET 的電流，需要考慮短路時(shí)流經(jīng)每一個(gè)MOS的電流不超過規(guī)格書里的雪崩電流。如果短路電流非常大，需要考慮多個(gè) MOSFET 并聯(lián)。
另外，對MOSFET 的選型，還需要綜合考慮驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)能力，以及 MOSFET 的 Cgs 和 Cgd 的影響。
客戶的方案使用了16顆龍騰的SGT MOS LSGE10R040HC。100V 導(dǎo)通內(nèi)阻最大值4mΩ，封裝 TO-263。
優(yōu)化的方案選用了TOLL封裝的LSGT10R018。數(shù)量從16顆減少到12顆。
?Toll封裝與TO-263封裝在BMS中的優(yōu)勢對比：
Toll封裝具有較小的尺寸，可以節(jié)省30%的PCB面積。這意味著在設(shè)計(jì)BMS時(shí)，Toll封裝可以減少電路板的占用空間，使得電路布局更加緊湊，這對于空間受限的應(yīng)用場景尤其有利。
熱性能方面，Toll封裝因其小體積設(shè)計(jì)，具有更低的封裝電阻和寄生電感，這帶來了更小的導(dǎo)通阻抗和更高的峰值電流，從而在高功率應(yīng)用中表現(xiàn)出優(yōu)異的散熱性能。此外，Toll封裝的源極焊料接觸面積增加了4倍，有助于降低電流密度，避免因高電流和溫度導(dǎo)致的電遷移，提高產(chǎn)品的可靠性。
Toll封裝提供了比TO-263引線更好的熱性能和更低的封裝電感（2nH），這對于需要快速開關(guān)和高頻率操作的MOSFET來說非常重要。低電感意味著更快的開關(guān)速度和更高的效率，這對于BMS中的高功率轉(zhuǎn)換路徑至關(guān)重要。
Toll封裝由于其低寄生電感和出色的散熱性能，帶來了優(yōu)秀的EMI表現(xiàn)。這對于BMS而言非常重要，因?yàn)镋MI的減少有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電磁兼容性。
盡管Toll封裝在材料成本和制造工藝上可能比傳統(tǒng)TO-263封裝復(fù)雜，但在高功率應(yīng)用中，其能夠減少所需的并聯(lián)MOSFET數(shù)量和散熱部件，從而節(jié)省長期成本。此外，由于其緊湊的尺寸，還可以節(jié)省PCB空間，進(jìn)一步降低成本。
綜上所述，Toll封裝在尺寸優(yōu)化、熱性能、電感、EMI表現(xiàn)等方面展現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，特別是在BMS這樣的高壓和高功率系統(tǒng)中。這些優(yōu)勢不僅提高了系統(tǒng)的效率和可靠性，而且還通過減少所需的組件和簡化熱管理來降低成本。因此，對于追求高效率和緊湊設(shè)計(jì)的BMS應(yīng)用而言，Toll封裝是一個(gè)更具吸引力的選擇。
? 龍騰SGT MOSFET –BMS推薦料號
龍騰介紹
龍騰半導(dǎo)體股份有限公司 (lonten.cc) 2009年7月13日成立于西安，是一家致力于新型半導(dǎo)體器件研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)。 公司在以超結(jié)MOSFET為代表的高端功率半導(dǎo)體器件領(lǐng)域走出一條自主創(chuàng)新之路，形成了高壓超結(jié)MOSFET、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、屏蔽柵溝槽（SGT）MOSFET、低壓溝槽（Trench）MOSFET、高壓平面MOSFET，SiC JBS&MOSFET等6大產(chǎn)品系列，廣泛應(yīng)用于汽車電子、工業(yè)電子及消費(fèi)電子等領(lǐng)域。
豐寶介紹
上海豐寶電子信息科技有限公司創(chuàng)辦于1998年5月，本土知名的元器件代理商?？偛课挥谏虾?，在北京、深圳、蘇州、香港、臺灣設(shè)有分公司，并在廣州、東莞、廈門、南京、杭州、 武漢、西安等15個(gè)城市設(shè)有辦事處。公司主營電子元器件世界品牌在中國大陸的代理銷售，并致力于代理芯片產(chǎn)品的應(yīng)用設(shè)計(jì)開發(fā)，整體解決方案在通訊、家電、工業(yè)控制得到廣泛應(yīng)用。公司的主要代理品牌有Bourns、Winbond、Omron、Knowles、U-blox 、Nuvoton、Nation和Torex等。
豐寶電子系上海市高新技術(shù)企業(yè)，2003至2014年連續(xù)十二年被《國際電子商情》評選為“讀者最滿意的十家大陸電子元器件分銷商”。在2008至2011年三次獲得“Omron優(yōu)秀代理商銷售獎(jiǎng)”，2009至2012年三次獲得“SGMC杰出成長獎(jiǎng)”，2010年榮獲“Bourns杰出業(yè)績獎(jiǎng)”，2011年榮獲“NXP年度增長最快ID獎(jiǎng)”，2012年榮獲“NXP最佳FAE支持團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)”，2013榮獲 Torex合作伙伴獎(jiǎng)。豐寶電子視誠信經(jīng)營為企業(yè)至高榮譽(yù)，一直致力于上海市“誠信創(chuàng)建企業(yè)”工作認(rèn)定，截止到2017年已榮升為五星級企業(yè)。
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