汽車級750V、820A單側面直冷6合1功率模塊NVH820S75L4SPB深度解析

在混合動力（HEV）和電動汽車（EV）牽引逆變器應用領域，功率模塊的性能和可靠性至關重要。今天我們就來深入了解一下安森美（onsemi）的NVH820S75L4SPB功率模塊，它屬于VE - Trac Direct系列，具有高度集成和行業(yè)標準的封裝尺寸，能為汽車應用帶來出色的性能表現(xiàn)。

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產品概述

NVH820S75L4SPB是一款高度集成的功率模塊，適用于混合動力和電動汽車的牽引逆變器。它采用6合1配置，集成了六個場截止4（FS4）750V窄臺面IGBT，具備高電流密度、強大的短路保護能力和較高的阻斷電壓。在輕負載情況下，F(xiàn)S4 750V窄臺面IGBT的功率損耗較低，有助于提高汽車應用的整體系統(tǒng)效率。

產品特性

散熱與電感特性

• 直冷與集成針翅式散熱器：采用直接冷卻方式，并集成了針翅式散熱器，能有效提高散熱效率，確保模塊在高功率運行時的穩(wěn)定性。
• 超低雜散電感：雜散電感低至8nH，可減少開關損耗，提高系統(tǒng)的效率和可靠性。

電氣性能

• 高結溫連續(xù)運行：最大結溫 (T_{vjmax}=175^{circ}C)，可實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行，適應汽車復雜的工作環(huán)境。
• 低飽和電壓和開關損耗：低 (V_{CESAT}) 和開關損耗，有助于降低系統(tǒng)能耗，提高能源利用率。
• 汽車級IGBT和快速恢復二極管：采用汽車級FS4 750V窄臺面IGBT和快速恢復二極管芯片技術，保證了模塊的高性能和可靠性。

其他特性

• 4.2kV隔離DBC基板：提供良好的電氣隔離性能，增強了系統(tǒng)的安全性。
• 易于集成的6合1拓撲：方便工程師進行系統(tǒng)設計和集成，降低設計難度。
• 無鉛和符合RoHS標準：符合環(huán)保要求，滿足現(xiàn)代電子設備的綠色設計趨勢。

引腳說明

材料與可燃性信息

• DBC基板：采用 (Al{2}O{3}) 隔離基板，具有基本隔離性能，兩側為銅層。
• 端子：銅 + 鍍錫。
• 信號引線：銅 + 鍍錫。
• 針翅式基板：銅 + 鍍鎳。
• 可燃性：模塊框架符合UL94V - 0可燃性等級，具有良好的防火性能。

模塊特性與絕對最大額定值

模塊特性

模塊的工作結溫范圍為 -40°C至175°C，存儲溫度范圍為 -40°C至125°C，隔離電壓為4200V。在冷卻回路中，壓力降和最大壓力等參數也有明確規(guī)定，以確保模塊在不同工作條件下的穩(wěn)定性。

絕對最大額定值

需要注意的是，超過最大額定值可能會損壞器件，影響其功能和可靠性。

IGBT、反向二極管和NTC傳感器特性

IGBT特性

IGBT的各項電氣特性包括飽和電壓、漏電流、閾值電壓、總柵極電荷、電容等，在不同溫度和工作條件下有不同的表現(xiàn)。例如，在 (T{vj}=25^{circ}C)，(V{GE}=15V)，(I{C}=600A) 時，集電極 - 發(fā)射極飽和電壓 (V{CESAT}) 最大為1.30V。

反向二極管特性

反向二極管的正向電壓、反向恢復能量、恢復電荷等特性也在不同條件下有明確的參數。如在 (I{F}=600A)，(T{vj}=25^{circ}C) 時，二極管正向電壓（端子）最小為1.70V，最大為1.95V。

NTC傳感器特性

NTC傳感器的額定電阻、B值等參數與溫度密切相關，能為系統(tǒng)提供準確的溫度監(jiān)測。

熱特性

IGBT和二極管的熱阻參數表明了它們在不同條件下的散熱性能。例如，IGBT的結到流體熱阻 (R_{th,J - F}) 在10L/min，65°C，50/50 EGW條件下，典型值為0.11°C/W，最大值為0.13°C/W。

訂購信息

該模塊的型號為NVH820S75L4SPB，采用SSDC33，154.50x92.0 (SPB) 封裝，無鉛，每托盤裝4個單元。

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、轉移特性、開關損耗與電流和柵極電阻的關系，以及二極管的正向特性、開關損耗等，這些曲線為工程師在設計和應用過程中提供了重要的參考依據。

總的來說，NVH820S75L4SPB功率模塊憑借其出色的性能和特性，在混合動力和電動汽車牽引逆變器應用中具有很大的優(yōu)勢。電子工程師們在進行相關設計時，可以充分考慮該模塊的各項參數和特性，以實現(xiàn)系統(tǒng)的高性能和可靠性。大家在實際應用中遇到過哪些功率模塊的問題呢？歡迎在評論區(qū)交流分享。