基于onsemi EVBUM2880G-EVB评估板的1200V SiC MOSFET模块设计与应用

onsemi EVBUM2880G-EVB评估板设计用于评估1200V M3S半桥2包F1封装模块。Onsemi EVBUM2880G-EVB电路板可用于半桥模块的双脉冲开关测试和开环功率测试，包括NXH008P120M3F1PTG、NXH010P120M3F1PTG、NXH015P120M3F1PTG和NXH030P120M3F1PTG。电路板支持与外部控制器连接，以进行PWM输入和故障信号管理，使其成为模块性能测试的多功能工具。

数据手册：*附件：onsemi EVBUM2880G-EVB 评估板数据手册.pdf

特性

• F1封装中两个M3S 2包模块的插座
• 260µF集成DC链路共享两个2包模块（全桥使用设计）

框图

基于onsemi EVBUM2880G-EVB评估板的1200V SiC MOSFET模块设计与应用

一、评估板核心特性‌

1. ‌模块兼容性‌
   支持onsemi F1封装的半桥模块：
   • NXH008P120M3F1PTG
   • NXH010P120M3F1PTG
   • NXH015P120M3F1PTG
   • NXH030P120M3F1PTG
     （注：模块需用户自行安装）
2. ‌关键硬件设计‌
   • ‌集成260 mF直流链路电容‌：为两个半桥模块共享，支持全桥架构。
   • ‌隔离栅极驱动器‌：每路半桥独立配备NCP51561，隔离能力达5 kVRMS。
   • ‌低电感PCB布局‌：采用4层FR4板材（厚度2.0 mm），叠层结构为：
     • 顶层/底层：20 µm阻焊层 + 70 µm铜箔（含25 µm镀层）
     • 中间层：105 µm铜箔 + 248 µm刚性层压板
   • ‌黑色PCB设计‌：提升散热效率。
3. ‌电气参数‌
   • 额定直流输入电压：800 VDC
   • 最大直流链路电压：1000 V
   • 推荐开关频率：≤80 kHz（对应35 Arms输出电流）

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‌二、驱动配置与工作模式‌

评估板为每个功率集成模块（PIM）提供三种独立的驱动模式，通过焊料跳线选择（详见图5、图6）：

• ‌ 模式1（单PWM输入） ‌
  仅需一路PWM信号驱动高侧（PWMAx），低侧自动生成互补信号（含死区时间）。仅通过ENA0x输入低电平可关闭低侧开关。
• ‌ 模式2（双PWM输入+死区保护） ‌
  高侧与低侧独立控制，当输入互补PWM的死区时间不足时，自动填充最小死区（由电阻RDTx设置）：
  死区时间（ns）= 10 × RDTx（kΩ）
• ‌ 模式3（全独立驱动） ‌
  高侧与低侧完全独立运行，无死区校正或重叠保护。

‌ 驱动连接器引脚定义（P1/P3） ‌

• VDD（+5 V电源）、GND
• PWMAx（高侧PWM输入）、PWMBx（低侧PWM输入）
• ENA0x（外部使能输入）
• VINOx（可选DC/DC电源输入）

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‌三、典型测试与性能验证‌

1. ‌双脉冲测试‌
   • 使用NXH015P120M3F1PTG模块，栅极电阻RG(on)=2.7 Ω、RG(off)=2.7 Ω。
   • 测试结果显示：
     • 开关过程无振荡
     • 关断时电压过冲约360 V（对应120 A电流）
2. ‌连续负载测试‌
   • 配置全桥电路，采用两个NXH008P120M3F1PTG模块，RG(on)=2 Ω、RG(off)=3.3 Ω。
   • 在800 V直流链路电压、80 kHz开关频率下，输出35 Arms电流，模块NTC温度达105°C（图17）。
3. ‌供电方案‌
   • 主电源：P5接口连接5 V/1.5 A实验室源。
   • 隔离DC/DC：默认由VDD供电，亦可改为VINOx独立供电（需调整图9跳线）。

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‌四、应用场景与设计建议‌

1. ‌适用领域‌
   • 光伏逆变器
   • 不间断电源（UPS）
   • 电动汽车充电桩
2. ‌安全操作规范‌
   • 仅限实验室环境使用，需由具备安全规范知识的人员操作。
   • 高压电源需具放电功能，操作前需确认直流链路完全放电。