汽車級(jí)750V、640A單側(cè)面直接冷卻6管功率模塊NVH640S75L4SPB解析
在混合動(dòng)力(HEV)和電動(dòng)汽車(EV)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。今天要給大家介紹的是安森美(onsemi)的VE - Trac Direct系列中的NVH640S75L4SPB功率模塊,它為汽車動(dòng)力系統(tǒng)帶來了新的解決方案。
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產(chǎn)品概述
NVH640S75L4SPB是一款高度集成的功率模塊,具有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的尺寸規(guī)格,專為HEV和EV的牽引逆變器應(yīng)用而設(shè)計(jì)。該模塊采用6管配置,集成了四個(gè)Field Stop 4(FS4)750V窄臺(tái)面IGBT,能夠提供高電流密度,同時(shí)具備強(qiáng)大的短路保護(hù)能力和更高的阻斷電壓。此外,F(xiàn)S4 750V窄臺(tái)面IGBT在輕負(fù)載時(shí)表現(xiàn)出低功耗特性,有助于提高汽車應(yīng)用中的整體系統(tǒng)效率。
產(chǎn)品特性亮點(diǎn)
散熱設(shè)計(jì)
- 直接冷卻與集成針翅式散熱器:該模塊采用直接冷卻方式,并在基板上集成了優(yōu)化的針翅式散熱器,能夠有效提高散熱效率,確保模塊在高功率運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。
- 低雜散電感:超低的雜散電感特性,有助于減少電磁干擾,提高系統(tǒng)的可靠性和性能。
電氣性能
- 高結(jié)溫連續(xù)運(yùn)行:最大結(jié)溫 (T_{vjmax}=175^{circ}C),可實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,適應(yīng)復(fù)雜的汽車工作環(huán)境。
- 低飽和電壓和開關(guān)損耗:低 (V_{CESAT}) 和開關(guān)損耗,能夠降低能量損耗,提高系統(tǒng)效率。
- 汽車級(jí)FS4 750V窄臺(tái)面IGBT:采用先進(jìn)的IGBT技術(shù),具備良好的性能和可靠性。
- 快速恢復(fù)二極管芯片技術(shù):快速恢復(fù)二極管芯片技術(shù),能夠提高開關(guān)速度,減少開關(guān)損耗。
其他特性
- 4.2 kV隔離DBC基板:提供良好的電氣隔離性能,保障系統(tǒng)安全。
- 易于集成的6管拓?fù)?/strong>:方便工程師進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成。
- 環(huán)保設(shè)計(jì):該器件無鉛且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn),符合環(huán)保要求。
引腳說明
NVH640S75L4SPB功率模塊的引腳功能明確,包括正、負(fù)電源端子、三相輸出端子、IGBT柵極及柵極返回端子、去飽和檢測(cè)/集電極感應(yīng)端子和溫度傳感器輸出端子等。這些引腳的合理布局和設(shè)計(jì),為模塊的正常工作和系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。
材料與可燃性信息
材料
- DBC基板:采用 (Al{2}O{3}) 隔離基板,具有基本的隔離性能,兩側(cè)為銅層。
- 端子:銅 + 鍍錫電鍍處理。
- 信號(hào)引線:銅 + 鍍錫電鍍。
- 針翅式基板:銅 + 鍍鎳處理。
可燃性
模塊框架符合UL94V - 0可燃性等級(jí),具有良好的防火性能,保障了產(chǎn)品的安全性。
模塊特性與絕對(duì)最大額定值
模塊特性
在 (T_{vj}=25^{circ}C) 條件下,模塊具有一系列特定的參數(shù),如LSCE為8nH的雜散電感,模塊引線電阻 (RCC'+EE') 為0.8mΩ等。同時(shí),在不同的冷卻條件下,模塊的壓力降和最大壓力也有相應(yīng)的規(guī)定。
絕對(duì)最大額定值
對(duì)于IGBT和二極管,都有明確的絕對(duì)最大額定值。例如,IGBT的集電極 - 發(fā)射極電壓 (V{CES}) 最大為750V,門極 - 發(fā)射極電壓 (V{GES}) 為 ± 20V等;二極管的重復(fù)峰值反向電壓 (V_{RRM}) 為750V等。超過這些額定值可能會(huì)損壞器件,影響其功能和可靠性。
IGBT與二極管特性
IGBT特性
在不同的溫度和電流條件下,IGBT的集電極 - 發(fā)射極飽和電壓 (V_{CESAT})、集電極電流 (ICES)、門極 - 發(fā)射極泄漏電流 (IGES) 等參數(shù)都有相應(yīng)的表現(xiàn)。同時(shí),IGBT的開關(guān)特性,如開通延遲時(shí)間、關(guān)斷延遲時(shí)間、下降時(shí)間以及開通和關(guān)斷開關(guān)損耗等,也在數(shù)據(jù)手冊(cè)中有詳細(xì)說明。
二極管特性
二極管的正向電壓 (VF)、反向恢復(fù)能量 (Err)、恢復(fù)電荷 (QRR) 和峰值反向恢復(fù)電流 (Irr) 等參數(shù),會(huì)隨著溫度和電流的變化而有所不同。這些特性對(duì)于評(píng)估二極管在電路中的性能和可靠性至關(guān)重要。
NTC傳感器與熱特性
NTC傳感器特性
NTC傳感器在不同溫度下具有特定的電阻值和功率耗散。例如,在 (TC = 25^{circ}C) 時(shí),額定電阻 (R25) 為5Ω,不同溫度下的B值也有所不同,這些參數(shù)可用于溫度監(jiān)測(cè)和控制。
熱特性
IGBT和二極管的結(jié)到流體的熱阻 (Rth,J - F) 在特定的冷卻條件下有相應(yīng)的數(shù)值。了解這些熱特性有助于工程師進(jìn)行散熱設(shè)計(jì),確保模塊在工作過程中保持合適的溫度。
典型特性與應(yīng)用
典型特性
數(shù)據(jù)手冊(cè)中提供了一系列典型特性曲線,包括IGBT的輸出特性、轉(zhuǎn)移特性、開關(guān)損耗與電流的關(guān)系,二極管的開關(guān)損耗與 (R{G}) 和 (I{F}) 的關(guān)系,以及熱阻抗和熱阻特性等。這些曲線為工程師在設(shè)計(jì)電路和評(píng)估系統(tǒng)性能時(shí)提供了重要的參考依據(jù)。
典型應(yīng)用
NVH640S75L4SPB功率模塊主要應(yīng)用于混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車的牽引逆變器以及高功率轉(zhuǎn)換器等領(lǐng)域。其高性能和可靠性能夠滿足汽車動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)功率模塊的嚴(yán)格要求。
訂購信息
該模塊的型號(hào)為NVH640S75L4SPB,采用SSDC33封裝,尺寸為154.50x92.0 (SPB),無鉛設(shè)計(jì),每托盤裝4個(gè)單元。
總的來說,NVH640S75L4SPB功率模塊憑借其先進(jìn)的技術(shù)和良好的性能,為汽車牽引逆變器和高功率轉(zhuǎn)換器等應(yīng)用提供了可靠的解決方案。電子工程師在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí),可以充分考慮該模塊的特性和優(yōu)勢(shì),以實(shí)現(xiàn)更高效、更可靠的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。大家在實(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方面的問題呢?歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。
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