onsemi NVXK2VR40WXT2 SiC功率MOSFET模塊：xEV車載充電器的理想之選

在電子工程師的日常工作中，為特定應(yīng)用選擇合適的功率模塊至關(guān)重要。今天，我們就來深入探討onsemi的NVXK2VR40WXT2這款1200V、40mΩ、55A的三相橋功率模塊，看看它在xEV車載充電器（OBC）應(yīng)用中能帶來怎樣的優(yōu)勢。

文件下載：onsemi NVXK2VR40WXT2碳化硅 (SiC) 模塊.pdf

產(chǎn)品概述

NVXK2VR40WXT2是一款采用DIP封裝的碳化硅（SiC）三相橋功率模塊，專為xEV車載充電器應(yīng)用而設(shè)計。它具有以下顯著特點：

• 電氣性能出色：具備1200V的漏源擊穿電壓（V(BR)DSS），最大連續(xù)漏極電流（ID）可達(dá)55A，脈沖漏極電流（IDM）更是高達(dá)170A，能滿足高功率應(yīng)用的需求。
• 設(shè)計緊湊：緊湊的設(shè)計有助于降低模塊的總電阻，提高系統(tǒng)效率。
• 可追溯性強：模塊進行了序列化處理，方便實現(xiàn)全面的追溯。
• 符合多項標(biāo)準(zhǔn)：該模塊符合無鉛、ROHS和UL94V - 0標(biāo)準(zhǔn)，并且通過了AEC - Q101和AQG324汽車級認(rèn)證，確保了產(chǎn)品在汽車應(yīng)用中的可靠性。

關(guān)鍵參數(shù)與特性

最大額定值

需要注意的是，超過最大額定值表中列出的應(yīng)力可能會損壞器件，影響其功能和可靠性。

熱特性

這些熱阻參數(shù)是在特定條件下測量得到的，例如，RθJC是在無限散熱器且Tc = 100°C的條件下測量，RθJS是在組裝到3mm厚鋁散熱器，散熱器底面無限冷卻且溫度為85°C，通過38μm厚、熱導(dǎo)率為6.5W/mK的導(dǎo)熱界面材料（TIM）的條件下測量。

電氣特性

電氣特性是評估功率模塊性能的關(guān)鍵指標(biāo)。以下是一些重要的電氣特性參數(shù)：

關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓（V(BR)DSS）：在VGS = 0V，ID = 1mA的條件下，為1200V。
• 漏源擊穿電壓溫度系數(shù)（V(BR)DSS / TJ）：在ID = 1mA，參考溫度為25°C時，為450 - mV/°C。
• 零柵壓漏極電流（IDSS）：在VGS = 0V，VDS = 1200V，TJ = 25°C時為100μA，TJ = 175°C時為1mA。
• 柵源泄漏電流（IGSS）：在VGS = +25 / -15V，VDS = 0V時，為±1μA。

導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓（VGS(TH)）：在VGS = VDS，ID = 10mA的條件下，范圍為1.8 - 4.3V。
• 推薦柵極電壓（VGOP）：范圍為 -5 至 +20V。
• 漏源導(dǎo)通電阻（RDS(on)）：在VGS = 20V，ID = 35A，TJ = 25°C時，典型值為40mΩ，最大值為59mΩ；在TJ = 175°C時，典型值為71mΩ。
• 正向跨導(dǎo)（gFS）：在VDS = 20V，ID = 35A時，典型值為20S。

電荷、電容與柵極電阻

• 輸入電容（Ciss）：在VGS = 0V，f = 1MHz時，為1789pF。
• 輸出電容（Coss）：在VDS = 800V時，為139pF。
• 反向傳輸電容（CRSS）：為12.5pF。
• 總柵極電荷（QG(TOT)）：在VGS = -5 / 20V，VDS = 600V，ID = 47A時，為106nC。
• 閾值柵極電荷（QG(TH)）：為18nC。
• 柵源電荷（QGS）：為34nC。
• 柵漏電荷（QGD）：為26nC。
• 柵極電阻（RG）：在VGS = 0V，f = 1MHz時，范圍為2 - 9Ω。

電感開關(guān)特性

• 導(dǎo)通延遲時間（td(ON)）：在VGS = -5 / 20V，VDS = 800V時，為17ns。
• 上升時間（tr）：在ID = 47A，RG = 4.7Ω，電感負(fù)載的條件下，為20ns。
• 關(guān)斷延遲時間（td(OFF)）：為30ns。
• 下降時間（tf）：為9ns。
• 導(dǎo)通開關(guān)損耗（EON）：為366mJ。
• 關(guān)斷開關(guān)損耗（EOFF）：為200mJ。
• 總開關(guān)損耗（Etot）：為566mJ。

漏源二極管特性

• 連續(xù)漏源二極管正向電流（IsD）：在VGS = -5V，TJ = 25°C時，為55A。
• 脈沖漏源二極管正向電流（IsDM）：在VGS = -5V，TJ = 25°C時，為170A。
• 正向二極管電壓（VsD）：在VGS = -5V，IsD = 17.5A，TJ = 25°C時，為3.7V。
• 反向恢復(fù)時間（tRR）：在VGS = -5V，dIg/dt = 1000A/μs，IsD = 17.5A時，為24ns。
• 峰值反向恢復(fù)電流（IRRM）：為10.4A。
• 充電時間（ta）：為12.4ns。
• 放電時間（tb）：為11.6ns。
• 反向恢復(fù)電荷（QRR）：為125nC。

引腳說明

典型應(yīng)用與特性曲線

典型應(yīng)用

該模塊主要應(yīng)用于xEV車載充電器的功率因數(shù)校正（PFC）電路中，能夠有效提高充電器的效率和功率密度。

典型特性曲線

文檔中提供了一系列典型特性曲線，如導(dǎo)通區(qū)域特性、歸一化導(dǎo)通電阻與漏極電流和柵極電壓的關(guān)系、導(dǎo)通電阻隨溫度的變化、導(dǎo)通電阻與柵源電壓的關(guān)系、傳輸特性、二極管正向電壓與電流的關(guān)系等。這些曲線有助于工程師更直觀地了解模塊在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，從而進行更合理的電路設(shè)計。

總結(jié)

onsemi的NVXK2VR40WXT2 SiC功率MOSFET模塊憑借其出色的電氣性能、緊湊的設(shè)計、良好的熱特性和符合多項標(biāo)準(zhǔn)的特點，成為xEV車載充電器應(yīng)用的理想選擇。作為電子工程師，在設(shè)計相關(guān)電路時，我們需要充分考慮模塊的各項參數(shù)和特性，結(jié)合實際應(yīng)用需求，合理選擇和使用該模塊，以實現(xiàn)系統(tǒng)的高效、可靠運行。你在實際應(yīng)用中是否使用過類似的功率模塊？遇到過哪些問題和挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。