? 背景概述

戶用光伏儲能系統的發(fā)展受到多種因素的推動，包括電價波動、環(huán)境保護意識的增強、政策支持和補貼、建設成本的下降、技術成熟度的提高、消費者行為的變化以及融資方案的多樣化。這些因素共同作用，使得戶用光儲系統能夠通過自產自用和削峰填谷策略顯著降低家庭電費支出，同時符合減少碳足跡的趨勢。此外，政府出臺的激勵政策如上網電價補貼、稅收減免等，降低了戶用光儲系統的初期投資成本，提高了投資回報率。太陽能光伏板和電池儲能技術的不斷進步，導致成本顯著下降，使得戶用光儲系統變得更加經濟可行。隨著光伏板的效率提高和儲能電池壽命的延長，系統更可靠和高效，滿足了消費者對能源自主性和可控性的追求。戶用光伏儲能系統的發(fā)展前景樂觀，預計將繼續(xù)保持健康、可持續(xù)的增長勢頭，同時有效助力碳達峰和碳中和等國家重大戰(zhàn)略的實現。

?BMS（電池管理系統）在儲能系統中的重要性不言而喻，它扮演著至關重要的角色，確保電池組的安全運行，提升電池的使用效率，延長電池的使用壽命，并優(yōu)化整個儲能系統的性能。?

BMS的主要功能和作用包括：電池參數監(jiān)測；?故障診斷與預警?；?充放電管理?；??電池均衡；??熱管理?；??遠程監(jiān)控與通信管理。

? BMS拓撲分類

按拓撲架構分：BMS分為集中式（Centralized）和分布式（Distributed）兩類。

• 集中式BMS將所有電芯統一用一個BMS硬件采集，適用于電芯少的場景，具有成本低、結構緊湊、可靠性高的優(yōu)點，一般常見于容量低、總壓低、電池系統體積小的場景中。
• 分布式硬件架構包括主板和從板。這種硬件架構優(yōu)點是采樣線束距離均勻；缺點是成本較高，需要額外的芯片將各個模塊的信息整個發(fā)送給BMS主板。

? 戶用光伏儲能和BMS拓撲

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，同時要求安全可靠，給MOSFET在提出了更高的要求。

? SGT(Shield gate trench MOSFET)技術簡介

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轉化為了小值的Cgs，顯著地降低了米勒電容Cgd，加快了開關速度。

依靠屏蔽柵多晶硅場板側壁厚氧化層的電荷感應效應，在傳統Trench MOSFET垂直耗盡(p-body/n-epi結)上，引入水平耗盡，在深Trench底部引入一個新的電場尖峰，將漂移區(qū)電場由三角形分布改變?yōu)榻凭匦畏植迹趯崿F同樣的擊穿電壓時降低了漂移區(qū)電阻，顯著降低了器件的單位面積導通電阻，降低了FOM。

? 客戶案例應用及MOS選型

針對客戶48V鋰電池保護板，短路保護對 MOSFET 選型的首先要考慮 MOSFET 的耐壓。一般經驗值是電池包穩(wěn)態(tài)最高電壓的兩倍，即有100%的電壓余量。對 MOSFET 的電流，需要考慮短路時流經每一個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 MOSFET 并聯。
另外，對MOSFET 的選型，還需要綜合考慮驅動電路的驅動能力，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 導通內阻最大值4mΩ，封裝 TO-263。
優(yōu)化的方案選用了TOLL封裝的LSGT10R018。數量從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。這意味著在設計BMS時，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用場景尤其有利。

熱性能方面，Toll封裝因其小體積設計，具有更低的封裝電阻和寄生電感，這帶來了更小的導通阻抗和更高的峰值電流，從而在高功率應用中表現出優(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致的電遷移，提高產品的可靠性。

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速度和更高的效率，這對于BMS中的高功率轉換路徑至關重要。

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。這對于BMS而言非常重要，因為EMI的減少有助于提高系統的穩(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TO-263封裝復雜，但在高功率應用中，其能夠減少所需的并聯MOSFET數量和散熱部件，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表現等方面展現出明顯的優(yōu)勢，特別是在BMS這樣的高壓和高功率系統中。這些優(yōu)勢不僅提高了系統的效率和可靠性，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計的BMS應用而言，Toll封裝是一個更具吸引力的選擇。

? 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體器件研發(fā)、生產、銷售、服務的高新技術企業(yè)。 公司在以超結MOSFET為代表的高端功率半導體器件領域走出一條自主創(chuàng)新之路，形成了高壓超結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大產品系列，廣泛應用于汽車電子、工業(yè)電子及消費電子等領域。

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、臺灣設有分公司，并在廣州、東莞、廈門、南京、杭州、 武漢、西安等15個城市設有辦事處。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品的應用設計開發(fā)，整體解決方案在通訊、家電、工業(yè)控制得到廣泛應用。公司的主要代理品牌有Bourns、Winbond、Omron、Knowles、U-blox 、Nuvoton、Digi和Torex等。

豐寶電子系上海市高新技術企業(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”，2009至2012年三次獲得“SGMC杰出成長獎”，2010年榮獲“Bourns杰出業(yè)績獎”，2011年榮獲“NXP年度增長最快ID獎”，2012年榮獲“NXP最佳FAE支持團隊獎”，2013榮獲 Torex合作伙伴獎。豐寶電子視誠信經營為企業(yè)至高榮譽，一直致力于上海市“誠信創(chuàng)建企業(yè)”工作認定，截止到2017年已榮升為五星級企業(yè)。