汽車級(jí)NVH950S75L4SPC功率模塊：高性能與可靠性的完美結(jié)合
汽車級(jí)NVH950S75L4SPC功率模塊：高性能與可靠性的完美結(jié)合
在混合動(dòng)力（HEV）和電動(dòng)汽車（EV）的牽引逆變器應(yīng)用領(lǐng)域，功率模塊的性能和可靠性至關(guān)重要。今天我們要深入探討的是安森美（onsemi）的NVH950S75L4SPC功率模塊，它來自VE - Trac Direct系列，具有高度集成和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的封裝尺寸，能為汽車應(yīng)用帶來出色的性能表現(xiàn)。
文件下載：NVH950S75L4SPC 數(shù)據(jù)表.pdf
產(chǎn)品概述
NVH950S75L4SPC屬于VE - Trac Direct家族，專為HEV和EV牽引逆變器應(yīng)用而設(shè)計(jì)。該模塊采用6 - pack配置，集成了六個(gè)場截止4（FS4）750V窄臺(tái)面IGBT。這種IGBT在提供高電流密度方面表現(xiàn)卓越，同時(shí)具備強(qiáng)大的短路保護(hù)能力和較高的阻斷電壓。而且，在輕負(fù)載情況下，F(xiàn)S4 750V窄臺(tái)面IGBT的功率損耗較低，有助于提高汽車應(yīng)用中整個(gè)系統(tǒng)的效率。
產(chǎn)品特性
散熱與電感優(yōu)勢
- 直接冷卻與集成針翅式散熱器：模塊采用直接冷卻方式，并集成了針翅式散熱器，能有效降低溫度，確保模塊在高負(fù)載下穩(wěn)定運(yùn)行。
- 超低雜散電感：雜散電感低至8nH，可減少開關(guān)損耗和電磁干擾，提高系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。
電氣性能優(yōu)越
- 寬工作溫度范圍：工作結(jié)溫范圍為 - 40℃至175℃，存儲(chǔ)溫度范圍為 - 40℃至125℃，能適應(yīng)各種惡劣的工作環(huán)境。
- 低飽和電壓和開關(guān)損耗：低$V_{CESAT}$和開關(guān)損耗，有助于提高系統(tǒng)效率，降低能耗。
- 高隔離電壓：隔離電壓（DC，0Hz，1s）高達(dá)4200V，保證了電氣安全。
技術(shù)與拓?fù)鋬?yōu)勢
- 汽車級(jí)FS4 750V窄臺(tái)面IGBT和快速恢復(fù)二極管芯片技術(shù)：提供了高可靠性和良好的開關(guān)性能。
- 易于集成的6 - pack拓?fù)?/strong>：方便工程師進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成。
引腳說明
| 引腳編號(hào) | 引腳功能描述 |
|---|---|
| P1, P2, P3 | 正電源端子 |
| N1, N2, N3 | 負(fù)電源端子 |
| 1 | 相1輸出 |
| 2 | 相2輸出 |
| 3 | 相3輸出 |
| G1 - G6 | IGBT柵極 |
| E1 - E6 | IGBT柵極返回 |
| C1 - C6 | 去飽和檢測/集電極感應(yīng) |
| T11, T12 | 相1溫度傳感器輸出 |
| T21, T22 | 相2溫度傳感器輸出 |
| T31, T32 | 相3溫度傳感器輸出 |
這些引腳的設(shè)計(jì)使得模塊能夠方便地與外部電路連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊的精確控制和監(jiān)測。
材料與安全特性
材料組成
- DBC基板：采用SiN隔離基板，具有基本隔離功能，兩側(cè)為銅層。
- 端子：銅 + 鍍錫電鍍。
- 信號(hào)引線：銅 + 鍍錫。
- 針翅式基板：銅 + 鍍鎳。
阻燃性
模塊框架符合UL94V - 0阻燃等級(jí)，確保了在發(fā)生火災(zāi)等緊急情況時(shí)的安全性。
模塊特性與絕對(duì)最大額定值
模塊特性
| 符號(hào) | 參數(shù) | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| $T_{vj}$ | 工作結(jié)溫 | - 40至175 | ℃ |
| $T_{STG}$ | 存儲(chǔ)溫度 | - 40至125 | ℃ |
| $V_{iso}$ | 隔離電壓（DC，0Hz，1s） | 4200 | V |
| $L_{ECE}$ | 雜散電感 | 8 | nH |
| $R_{CC + EE'}$ | 模塊引線電阻，端子 - 芯片 | 0.75 | mΩ |
| G | 模塊重量 | 700 | g |
| CTI | 相比漏電起痕指數(shù) | > 200 | - |
| $d_{creep}$ | 爬電距離：端子到散熱器，端子到端子 | 9.0 | mm |
| $d_{clear}$ | 電氣間隙：端子到散熱器，端子到端子 | 4.5 | mm |
絕對(duì)最大額定值
IGBT
| 符號(hào) | 參數(shù) | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| $V_{CES}$ | 集電極 - 發(fā)射極電壓 | 750 | V |
| $V_{GES}$ | 柵極 - 發(fā)射極電壓 | + 20 | V |
| $I_{CN}$ | 實(shí)現(xiàn)的集電極電流 | 950 | A |
| $I_{c nom}$ | 連續(xù)直流集電極電流，$T_j$ = 175℃，$T_F$ = 65℃，參考散熱器 | 750（注2） | A |
| $I_{CRM}$ | 脈沖集電極電流@$V_{GE}$ = 15V，$t$ = 1mS | 1900 | A |
| $P_{tot}$ | 總功率耗散，$T_{vj}$ = 175℃，$T_F$ = 65℃，參考散熱器 | 1325 | W |
二極管
| 符號(hào) | 參數(shù) | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| $V_{RRM}$ | 重復(fù)峰值反向電壓 | 750 | V |
| $I_{FN}$ | 實(shí)現(xiàn)的正向電流 | 950 | A |
| $I_{F}$ | 連續(xù)正向電流，$T_{vj}$ = 175℃，$T$ = 65℃，參考散熱器 | 500（注2） | A |
| $I_{FRM}$ | 重復(fù)峰值正向電流，$t$ = 1mS | 1900 | A |
| $I^2t$值 | 浪涌電流能力，$tp$ = 10mS，$T{vi}$ = 150℃，$T_{vj}$ = 175℃ | 19000，16000 | $A^2s$ |
工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須嚴(yán)格遵守這些額定值，以確保模塊的安全和可靠運(yùn)行。
典型特性曲線
文檔中提供了一系列典型特性曲線，包括IGBT輸出特性、IGBT開關(guān)損耗與電流關(guān)系、二極管開關(guān)損耗與電流關(guān)系等。這些曲線能幫助工程師更好地了解模塊在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，從而優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。例如，通過IGBT開關(guān)損耗與電流關(guān)系曲線，工程師可以選擇合適的工作電流，以降低開關(guān)損耗，提高系統(tǒng)效率。
應(yīng)用與訂購信息
典型應(yīng)用
- 混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車牽引逆變器
- 高功率轉(zhuǎn)換器
訂購信息
| 零件編號(hào) | 封裝 | 包裝 |
|---|---|---|
| NVH950S75L4SPC | SSDC33，154.50x92.0（SPC）（無鉛） | 4個(gè)/托盤 |
總結(jié)
NVH950S75L4SPC功率模塊憑借其高性能、高可靠性和易于集成的特點(diǎn)，成為混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車牽引逆變器應(yīng)用的理想選擇。在散熱、電氣性能、材料安全等方面都表現(xiàn)出色，同時(shí)提供了豐富的引腳和特性參數(shù)，方便工程師進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)優(yōu)化。如果你正在從事相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)工作，不妨考慮一下這款優(yōu)秀的功率模塊。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似功率模塊的散熱或電氣性能問題呢？又是如何解決的呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。
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