微硕WSF2040 N沟MOSFET:汽车电动尾门“防夹升降核”
电动尾门(Power Liftgate)需在6 s内完成开/闭,并在遇到障碍物20 ms内反向驱动,对功率器件提出“大电流、低损耗、雪崩耐量”三重挑战。微硕WINSOK WSF2040(20 V/45 A/6.2 mΩ,TO-252-2L)凭借6.2 mΩ超低导通电阻与150 mJ雪崩能量,成为尾门H桥“防夹升降核”首选。
一、部件痛点
电机堵转电流60 A,持续30 ms,器件必须80 A脉冲能力且不自保护。
电池跌落6 V,要求4.5 V驱动即可满载45 A,降低控制IC供电压力。
尾门控制器藏于侧饰板,环境温度85 ℃,需RθJA<62 ℃/W,连续工作结温<150 ℃。
感性负载关断能量100 mJ,需单管吸收,省去TVS,简化EMC。
二、WSF2040关键特性
20 V BVDSS,单颗覆盖12 V平台,80 A脉冲电流,150 mJ雪崩能量,30 A感性回灌实测通过。
6.2 mΩ(@4.5 V),45 A时导通压降仅0.28 V,功耗1.3 W,比8.5 mΩ竞品降低27 %。
Qg 19 nC,4.5 V驱动下开通10 ns,关断39 ns,支持40 kHz PWM,实现静音升降。
RθJC 4 ℃/W,配合2 oz铜皮,85 ℃环温下连续28 A时结温<135 ℃。
反向恢复trr 25 ns,Qrr 20 nC,关断过冲<18 V,EMI一次通过CISPR 25 Class 5。

三、尾门H桥典型应用
拓扑:全桥驱动,两颗WSF2040作下管,两颗P沟作上管,双向升降与能量回馈。
驱动:4.5 V栅极驱动器,死区500 ns,体二极管续流,省去外置肖特基。
防夹:
• 电流采样:1 mΩ分流,硬件过流55 A关断,<5 µs,满足20 ms防夹法规。
• 雪崩吸收:断电时电机能量经WSF2040体二极管回馈,150 mJ实测通过。
• 温度:铝壳散热,105 ℃降额,125 ℃关闭,符合ASIL-B。
实测:-40 ℃冷启动,电池7 V仍可输出35 A;6 s完成尾门全开,噪音<45 dB。
四、性能对比
与市面20 V/8.5 mΩ方案相比,WSF2040导通损耗降低27 %,温升降低10 ℃,PCB面积节省15 %,BOM成本下降0.06 USD,且雪崩能力翻倍,省去TVS。
五、结论
WSF2040以20 V高耐压、6.2 mΩ超低导通电阻与150 mJ雪崩能量,为汽车电动尾门提供“单芯片-大电流-高可靠”H桥方案,实现6 s静音升降、20 ms防夹、零TVS。随着电动尾门+脚踢感应普及,WSF2040将在更多智能尾门中发挥“防夹升降核”关键作用,助力整车厂提升用户体验与安全性。
