长晶科技功率器件在锂电池化成设备中的应用方案及产品矩阵

锂电池在出厂前，有一道至关重要的工序——化成处理。其目的是使电池中电化学物质的活性得到充分激活：新装配的电芯内部电极材料尚未形成稳定的SEI膜（固体电解质界面膜），必须通过小电流充放电循环，在负极表面形成致密、均匀的钝化层，从而决定电池的循环寿命、容量保持率与安全性能。可以说，化成工艺的优劣直接写进了每一块锂电池的"基因"。在锂电领域，长晶自主研发的晶圆级封装MOSFET（CSP MOSFET）用于锂电池充电保护，是国内首家实现规模化国产替代的企业，被鉴定为"国内领先、国际先进"。这里，长晶科技金牌代理商南山电子为大家介绍长晶科技功率器件在锂电池化成设备中的应用方案及产品矩阵。

典型的化成设备功率链路如图所示，可分为三个环节：

第一级：PFC与Buck母线变换。 三相或单相市电经整流后，由S1/S2等开关管与母线电感Lb构成降压或PFC电路，将输入变换为约400~450V的稳定直流母线电压。该环节功率器件承受高母线电压应力，对MOSFET的耐压（通常650V以上规格）和体二极管反向恢复特性要求极高。

第二级：全桥逆变与谐振。 母线直流经S3/S4组成的全桥逆变为高频方波，配合D3/D4、谐振电容C3/C4与谐振电感Lr、励磁电感Lm构成LLC或移相全桥软开关变换器，经高频变压器降压隔离。高频化可有效缩小变压器体积、提升功率密度，但要求器件具备低开关损耗与优异的体二极管性能。

第三级：副边同步整流（SR）。 变压器副边输出经S5~S8组成的同步整流桥，将高频交流整流为低电压大电流的直流输出，对电芯进行充放电控制。同步整流是化成败的关键环节：若续流器件导通损耗过高，不仅整机效率下降、散热成本飙升，输出电流精度也会受热漂移影响，进而影响SEI膜成膜质量的一致性。

针对上述拓扑，长晶科技提供了完整的高性能分立器件配套方案。

长晶化成方案产品矩阵

1. 快恢复二极管（FRD）：PFC与Buck续流

| 型号 | 反向电压VR(V) | 正向电流IO(A) | 正向压降VF(V) | 反向恢复时间Trr(ns) | 漏电流IR(µA) | 封装 |

| US1M | 1000 | 1 | 1.7 | 75 | 5 | SMAG |

| US3M | 1000 | 3 | 1.7 | 75 | 10 | SMCG |

在PFC与Buck电路的续流位置，US1M/US3M以1000V高耐压和仅75ns的反向恢复时间，有效抑制续流换向时的电压尖峰与开关损耗，保障母线级电路长期可靠运行。

2. 长晶(JSCJ) 肖特基二极管（SBD）：辅助电源与低压续流

| 型号 | 反向电压VR(V) | 正向电流IO(A) | 正向压降VF(V) | 漏电流IR(µA) | 封装 |

| SS220 | 200 | 2 | 0.95 | 100 | SMAG |

| DSS34 | 40 | 3 | 0.55 | 500 | SOD-123FL |

| BAS40-04 | 40 | 0.2 | 0.38 | 0.2 | SOT-23 |

化成设备的辅助电源、风扇驱动与控制板卡供电回路中，SS220、DSS34与BAS40-04凭借肖特基结构天然的低压降特性，显著降低整流损耗；DSS34采用超薄型SOD-123FL封装，BAS40-04双管集成设计则大幅节省了高速信号检测回路的PCB面积。

3. 长晶(JSCJ) 线性稳压器LDO：控制系统供电

| 型号 | 输入电压VIN(max)(V) | 输出电压VOUT(V) | 输出电流IO(max)(mA) | 静态电流IQ(µA) | 压差VD(mV) | 纹波抑制PSRR(dB@1kHz) | 封装 |

| CJ7805B-TFN-ARG | 25 | 5 | 1000 | 3200 | 2000 | 70 | TO-252-2L |

| CJ7812B-TFN-ARG | 32 | 12 | 1000 | 3400 | 2000 | 70 | TO-252-2L |

化成设备需要对每一路充放电通道进行毫秒级、毫伏级的精准调控，控制器MCU、采样ADC的供电纯净度直接影响化成曲线的重复精度。CJ7805B/CJ7812B系列经典三端稳压器，70dB@1kHz的高纹波抑制比，为电压电流采样链路提供了低噪声基准电源。

4. MOSFET：全桥逆变与同步整流的核心主力

| 型号 | 耐压VDS(V) | 电流ID(A) | 栅压VGS(th)(V) | RDS(on)@10V (mΩ) | RDS(on)@4.5V (mΩ) | 输出电容Coss(pF) | 封装 |

| CJAC070SN04AL | 40 | 350 | 1.0~2.5 | 0.5 | 0.88 | 14040 | PDFNWB56 |

| CJAC200SN04U | 40 | 200 | 1.3~2.5 | 0.67 | 1.05 | 9107 | PDFNWB56 |

| CJAC1R3SN04C | 40 | 190 | 1.0~2.5 | 1.0 | 1.4 | 5310 | PDFNWB56 |

| CJAC13TH06 | 60 | 130 | 1.0~2.5 | 2.2 | 3.0 | 5298 | PDFNWB56 |

| CJAC130SN06L | 60 | 130 | 1.0~2.5 | 2.6 | 3.5 | 3580 | PDFNWB56 |

| CJTLR80SN04C4 | 40 | 450 | 1.0~2.5 | 0.6 | 0.85 | 8120 | TOLL |

这组产品是长晶化成方案的核心竞争力所在：

- 超低导通阻抗，直击效率痛点。 CJAC070SN04AL在10V驱动下导通阻抗低至0.5mΩ，CJTLR80SN04C4更是达到450A超大电流能力（0.6mΩ）。在副边同步整流环节，化成设备输出电流常达数十安甚至数百安，导通损耗与阻抗成正比——采用mΩ级MOSFET替代传统二极管整流，可将整流损耗降低一个数量级，整机效率提升2~3个百分点。对于动辄数百通道并行运转的化成产线，这意味着可观的节电收益与散热成本下降。

- 出色的低压驱动特性。 系列产品栅极阈值在1.0~2.5V区间，且在4.5V驱动下仍能保持接近额定值的低阻抗，可灵活适配不同驱动电压的SR控制器，为工程师提供了更宽裕的设计余量。

- 低输出电容，兼顾高频开关。 输出电容Coss在3.5nF~14nF之间优化平衡，既支持LLC谐振拓扑的ZVS（零电压开通）实现，又避免过高的充放电损耗，使高频化设计游刃有余。

- 先进封装，强化热与电流能力。 PDFNWB56（即Power DFN 5×6）封装具备低寄生电感、优良散热路径，是业界同步整流的标准封装；CJTLR80SN04C4采用的TOLL封装则以更大引脚截面提供450A级电流承载能力，并有效降低大电流回路的PCB温升，特别适合大容量动力电池（如储能280Ah以上电芯）的高倍率化成回路。

电池化成是锂电池品质成型的最后一道关口，而功率器件则是化成设备中"沉默的守门人"。长晶科技以FRD、SBD、LDO与CJAC系列低阻MOSFET构建的全套器件方案，精准覆盖了化成电源从母线变换到同步整流的每一个关键环节，以毫欧级的导通损耗、75纳秒的恢复速度和车规级可靠性，助力国产化成设备提升效率、降低能耗、保障产线连续稳定运行。