探索 onsemi NVH950S75L4SPB 功率模塊：汽車牽引逆變器的理想之選

在汽車電動化的浪潮中，混合動力和電動汽車（HEV/EV）的牽引逆變器對功率模塊的性能、可靠性和效率提出了極高的要求。今天，我們就來深入了解 onsemi 的 NVH950S75L4SPB 功率模塊，看看它是如何滿足這些需求的。

文件下載：NVH950S75L4SPB 數據表.pdf

產品概述

NVH950S75L4SPB 屬于 VE - Trac Direct 系列高度集成的功率模塊，專為混合動力和電動汽車牽引逆變器應用而設計，采用了行業(yè)標準的封裝尺寸，便于集成到現有的設計中。

集成 IGBT 優(yōu)勢

該模塊集成了六個 750V 的 Field Stop 4（FS4）窄臺面 IGBT，以 6 - pack 拓撲結構呈現。這種 IGBT 具有高電流密度的特點，能夠在有限的空間內提供強大的電流輸出。同時，它還具備強大的短路保護功能和較高的阻斷電壓，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了可靠保障。在輕負載情況下，FS4 IGBT 的低功率損耗特性有助于提高汽車應用中整個系統(tǒng)的效率，這對于提升電動汽車的續(xù)航里程至關重要。

設計亮點

為了便于組裝和提高可靠性，功率模塊的信號端子采用了新一代的壓配引腳。此外，模塊的基板配備了優(yōu)化的針翅式散熱器，能夠更高效地散熱，確保模塊在高溫環(huán)境下也能穩(wěn)定工作。

產品特性

散熱性能

• 直接冷卻與集成針翅式散熱器：直接冷卻方式結合集成的針翅式散熱器，大大提高了散熱效率，能夠有效降低模塊的工作溫度，延長使用壽命。
• 低壓力降：在冷卻回路中，當冷卻液流量為 10L/min、溫度為 65°C、采用 50/50 EGW 冷卻液時，壓力降僅為 95mbar，降低了冷卻系統(tǒng)的能耗。

電氣性能

• 超低雜散電感：雜散電感僅為 8nH，能夠減少開關過程中的電壓尖峰，降低電磁干擾（EMI），提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
• 低 VCESAT 和開關損耗：FS4 750V 窄臺面 IGBT 具有低的集電極 - 發(fā)射極飽和電壓（VCESAT）和開關損耗，有助于提高系統(tǒng)效率。
• 高隔離電壓：具備 4.2kV 的隔離電壓，確保了模塊在高壓環(huán)境下的安全性。

其他特性

• 汽車級標準：符合汽車級標準，能夠適應汽車應用中的惡劣環(huán)境。
• 快速恢復二極管芯片技術：快速恢復二極管芯片技術能夠減少反向恢復時間，降低開關損耗。
• 易于集成的 6 - pack 拓撲：6 - pack 拓撲結構便于在設計中集成，減少了設計復雜度。
• 環(huán)保合規(guī)：該器件無鉛且符合 RoHS 標準，符合環(huán)保要求。

典型應用

NVH950S75L4SPB 主要應用于混合動力和電動汽車的牽引逆變器以及高功率轉換器。在這些應用中，它能夠充分發(fā)揮其高電流密度、低損耗和高可靠性的優(yōu)勢，為車輛提供高效、穩(wěn)定的動力輸出。

引腳說明

該功率模塊的引腳功能清晰明確，包括正功率端子（P1, P2, P3）、負功率端子（N1, N2, N3）、三相輸出（1, 2, 3）、IGBT 柵極（G1 - G6）、IGBT 柵極返回（E1 - E6）、去飽和檢測/集電極感應（C1 - C6）以及三相溫度傳感器輸出（T11, T12, T21, T22, T31, T32）等。這些引腳的合理布局和設計，為工程師的設計提供了便利。

材料與安全性

材料組成

• DBC 基板：采用 SiN 隔離基板，具有基本隔離功能，兩側為銅層。
• 端子：銅質端子表面進行了鍍錫電鍍處理。
• 信號引線：銅質信號引線表面進行了鍍錫處理。
• 針翅式基板：銅質基板表面進行了鍍鎳處理。

可燃性信息

模塊框架符合 UL94V - 0 可燃性等級，具有良好的阻燃性能，提高了系統(tǒng)的安全性。

模塊特性與參數

溫度范圍

• 工作結溫：-40°C 至 175°C，能夠適應不同的工作環(huán)境。
• 儲存溫度：-40°C 至 125°C，確保了模塊在儲存過程中的穩(wěn)定性。

電氣參數

• 隔離電壓：4200V，提供了可靠的電氣隔離。
• 雜散電感：8nH，降低了電磁干擾。
• 模塊引線電阻：0.75mΩ，減少了功率損耗。

其他參數

• 模塊重量：700g，便于安裝和集成。
• 比較跟蹤指數：>200，具有良好的絕緣性能。

典型特性曲線

數據手冊中提供了一系列典型特性曲線，包括 IGBT 輸出特性、IGBT 轉移特性、IGBT 開關損耗與電流的關系、二極管開關損耗與電阻和電流的關系等。這些曲線能夠幫助工程師更好地了解模塊的性能，優(yōu)化設計參數。

機械尺寸與封裝

NVH950S75L4SPB 采用 SSDC33, 154.50x92.0 (SPB) 封裝，數據手冊中提供了詳細的機械尺寸圖和封裝信息，方便工程師進行 PCB 設計和機械安裝。

總結

onsemi 的 NVH950S75L4SPB 功率模塊憑借其高集成度、優(yōu)異的散熱性能、低損耗和高可靠性等特點，成為了混合動力和電動汽車牽引逆變器應用的理想選擇。對于電子工程師來說，在設計汽車牽引逆變器時，NVH950S75L4SPB 無疑是一個值得考慮的優(yōu)秀方案。你在實際設計中是否遇到過類似功率模塊的應用難題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗和見解。