汽車級(jí)750V、600A雙側(cè)冷卻半橋功率模塊NVG600A75L4DSC2的性能剖析

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，功率模塊的性能直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的效率和可靠性。今天我們就來(lái)深入探討安森美（onsemi）推出的VE - Trac Dual Gen II NVG600A75L4DSC2功率模塊。

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產(chǎn)品概述

NVG600A75L4DSC2屬于雙側(cè)冷卻且占地面積緊湊的功率模塊家族，專為HEV和EV牽引逆變器應(yīng)用設(shè)計(jì)。該模塊采用半橋配置，包含兩個(gè)窄臺(tái)面場(chǎng)截止（FS4）IGBT。其芯片組運(yùn)用了新型窄臺(tái)面IGBT技術(shù)，具備高電流密度和強(qiáng)大的短路保護(hù)能力，同時(shí)擁有較高的阻斷電壓，能在EV牽引應(yīng)用中展現(xiàn)出色性能。此外，還為客戶提供了液冷散熱器參考設(shè)計(jì)、損耗模型和CAD模型，以支持逆變器設(shè)計(jì)。

產(chǎn)品特性

雙側(cè)冷卻設(shè)計(jì)

雙側(cè)冷卻技術(shù)能夠有效提高散熱效率，確保模塊在高功率運(yùn)行時(shí)保持較低的溫度，從而提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。這對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行的EV牽引逆變器來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

集成芯片級(jí)溫度和電流傳感器

模塊集成了溫度和電流傳感器，連續(xù)運(yùn)行時(shí)的最大結(jié)溫 (T_{vj max }) 可達(dá)175°C。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度和電流，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，避免因過(guò)熱或過(guò)流導(dǎo)致的設(shè)備損壞。

低雜散電感和低導(dǎo)通、開(kāi)關(guān)損耗

低雜散電感有助于減少電磁干擾，提高系統(tǒng)的電磁兼容性。同時(shí)，低導(dǎo)通和開(kāi)關(guān)損耗能夠降低能量損耗，提高逆變器的效率，延長(zhǎng)電池續(xù)航里程。

汽車級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

該模塊符合汽車級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)AEC認(rèn)證且具備PPAP能力，能夠滿足汽車行業(yè)對(duì)可靠性和質(zhì)量的嚴(yán)格要求。此外，它還是無(wú)鉛產(chǎn)品，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保性能良好。

引腳說(shuō)明

NVG600A75L4DSC2模塊的引腳功能豐富，涵蓋了高低側(cè)發(fā)射極、集電極、電流和溫度傳感器等。例如，引腳1為低側(cè)發(fā)射極（N），引腳2為高側(cè)集電極（P）等。這些引腳的合理布局和功能設(shè)計(jì)，方便了工程師進(jìn)行電路連接和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

電氣特性

絕對(duì)最大額定值

在 (T{V J}=25^{circ} C) 條件下，IGBT的集電極 - 發(fā)射極電壓 (V{CES}) 最大為750V，柵極 - 發(fā)射極電壓 (V{GES}) 為 ± 20V。實(shí)施的集電極電流 (I{CN}) 為600A，連續(xù)直流集電極電流 (I{C nom}) 在 (T{vjmax }=175 ° C)、(T{F} = 65 ° C) 且參考散熱器時(shí)為500A，脈沖集電極電流 (I{CRM}) 在 (V{GE} = 15 V)、(t{p} = 1 ms) 時(shí)為1200A。

二極管的重復(fù)峰值反向電壓 (V{RRM}) 為750V，實(shí)施的正向電流 (I{FN}) 為600A，連續(xù)正向電流 (I{F}) 在 (T{vjmax }=175 ° C)、(T{F} = 65 ° C) 且參考散熱器時(shí)為400A，重復(fù)峰值正向電流 (I{FRM}) 在 (t_{p} = 1 ms) 時(shí)為1200A。

熱特性

IGBT的有效結(jié)到流體熱阻 (IGBT.Rth,J - F) 在特定條件下為0.06 - 0.08°C/W，二極管的有效結(jié)到外殼熱阻 (Diode.Rth,J - C) 為0.10 - 0.13°C/W，有效結(jié)到流體熱阻 (Diode.Rth,J - F) 為0.196°C/W。這些熱特性參數(shù)對(duì)于散熱設(shè)計(jì)和系統(tǒng)熱管理至關(guān)重要。

IGBT和反向二極管特性

IGBT的閾值電壓典型值為5.6V，柵極 - 發(fā)射極泄漏電流 (IGES) 最大為 ± 400。在不同溫度和工作條件下，IGBT的開(kāi)關(guān)損耗、導(dǎo)通時(shí)間等參數(shù)也有所不同。反向二極管的正向電壓、反向恢復(fù)電荷 (QRR) 和峰值反向恢復(fù)電流等特性也在數(shù)據(jù)手冊(cè)中有詳細(xì)說(shuō)明。

傳感器特性

在 (T{v j}=25^{circ} C) 條件下，溫度傳感器 (Tsense) 在 (T{vj}=25^{circ}C) 時(shí)輸出為2.5V，在 (T{vj}=175^{circ} C) 時(shí)為1.5 - 1.7V。電流傳感器 (Isense) 在 (I{C}=1200A) 時(shí)輸出為416mV，在 (I_{C}=600A) 時(shí)為223mV。這些傳感器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)模塊的溫度和電流狀態(tài)，為系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供保障。

機(jī)械尺寸

模塊采用AHPM15 55x55 CASE MODHS封裝，其機(jī)械尺寸在數(shù)據(jù)手冊(cè)中有詳細(xì)標(biāo)注。精確的尺寸信息有助于工程師進(jìn)行電路板設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成。

總結(jié)

NVG600A75L4DSC2功率模塊憑借其雙側(cè)冷卻、集成傳感器、低損耗等特性，為HEV和EV牽引逆變器應(yīng)用提供了高性能的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理利用模塊的各項(xiàng)特性，同時(shí)關(guān)注其電氣、熱和機(jī)械特性，以確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。大家在使用這款模塊時(shí)，有沒(méi)有遇到過(guò)什么特別的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。