解析 onsemi NVVR26A120M1WSB SiC 功率模块：电动车牵引逆变器的理想之选

引言

在当今电动车和混合动力车蓬勃发展的时代，牵引逆变器作为核心部件，对功率模块的性能和可靠性提出了极高要求。onsemi 的 NVVR26A120M1WSB 碳化硅（SiC）功率模块凭借其卓越特性，成为了众多工程师关注的焦点。今天，我们就来深入剖析这款模块，探讨它在电动车牵引逆变器应用中的优势。

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产品概述

NVVR26A120M1WSB 属于 VE - Trac B2 SiC 高度集成功率模块家族，专为混合动力（HEV）和电动车（EV）牵引逆变器应用而设计。它采用半桥配置集成了 1200V SiC MOSFET，为了提升可靠性和热性能，还应用了烧结技术进行芯片连接，并且满足 AQG324 标准。

产品特性亮点

低电阻与低电感

超低导通电阻：具备超低的 $R_{DS(on)}$，这意味着在导通状态下，模块的功率损耗更小，能够有效提高系统效率。
超低杂散电感：杂散电感约为 7.1nH，低杂散电感可以减少开关过程中的电压尖峰和电磁干扰（EMI），使系统更加稳定可靠。

高温性能与可靠性

高结温连续运行：最大结温 $T_{vj Max }=175^{\circ} C$，能够在高温环境下持续稳定工作，适应电动车复杂的工况。
烧结芯片技术：采用烧结芯片技术，大大提高了模块的可靠性，减少了因芯片连接问题导致的故障风险。

汽车级标准与能力

符合汽车级标准：符合 AQG324 汽车模块标准，满足汽车行业对零部件的严格要求。
具备 PPAP 能力：能够提供生产件批准程序（PPAP），方便汽车制造商进行质量管控和生产管理。

产品应用场景

该模块主要应用于汽车 EV/HEV 的牵引逆变器中。在电动车的动力系统里，牵引逆变器负责将电池的直流电转换为交流电，驱动电机运转。NVVR26A120M1WSB 的高性能和可靠性，能够为电动车的动力系统提供稳定、高效的电力支持，提升车辆的性能和续航里程。

引脚配置与功能说明

引脚配置图

PIN CONFIGURATION

引脚功能描述

Pin No.	Pin Name	Pin Functional Description
1	N	Negative Power Terminal
2	P	Positive Power Terminal
3	D1	High Side MOSFET (Q1) Drain Sense
4	N/C	No Connection
5	S1	High Side MOSFET (Q1) Source
6	G1	High Side MOSFET(Q1) Gate
7	N/C	No Connection
8	N/C	No Connection
9	AC	Phase Output
10	NTC1	NTC1
11	S2	Low Side MOSFET (Q2) Source
12	G2	Low Side MOSFET (Q2) Gate
13	NTC2	NTC2
14	NTC_COM	NTC common
15	D2	Low Side MOSFET (Q2) Drain Sense

工程师在设计电路时，需要根据这些引脚功能进行合理的连接和布局，确保模块能够正常工作。

材料与特性

材料信息

DBC 基板：采用 AlN 隔离基板，具有基本隔离功能，两侧为铜层。
引脚框架：引脚 1、2 为未镀铜，引脚 3 至 15 为镀锡铜。
阻燃性：功率模块中的所有材料均符合 UL 阻燃等级 94V - 0，提高了产品的安全性。

模块特性参数

模块特性参数在 $T_{vj}=25^{\circ} C$（除非另有说明）的条件下给出，涵盖了 MOSFET 特性、体二极管特性、NTC 传感器特性和热特性等多个方面。

MOSFET 特性

Parameter	Conditions	Min	Typ	Max	Unit
$R_{DS(ON)}$	$V{GS} = 20V, I{D} = 400A, T_{vj} = 25^{\circ}C$	2.6	-	-	mΩ
	$V{GS} = 20V, I{D} = 400A, T_{vj} = 175^{\circ}C$	-	-	4.6	mΩ
$V_{GS(TH)}$	$V{GS} = V{DS}, I_{D} = 150 mA$	2.1	3.2	-	V
$g_{fs}$	$V{DS} = 10 V, I{D} = 400 A$	-	170	-	S
$Q_{G}$	$V{GS} = -5/+20 V, V{DS} = 800 V, I_{D} = 400 A$	-	1.75	-	C
$R_{g.int}$	-	-	2.1	-	Ω
$C_{iss}$	$V{DS} = 800 V, V{GS} = 0 V, f = 100 kHz$	-	31.7	-	nF
$C_{oss}$	-	-	2.2	-	nF
$C_{rss}$	-	-	0.22	-	nF
$I_{DSS}$	$V{GS} = 0 V, V{DS} = 1200 V, T_{vj} = 25^{\circ}C$	-	-	250	μA
	$V{GS} = 0 V, V{DS} = 1200 V, T_{vj} = 175^{\circ}C$	-	-	13.1	μA
$I_{GSS}$	$V{GS} = 20/ -5 V, V{DS} = 0 V$	±700	-	-	nA
$T_{d.on}$	$I{DS}= 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, R{g.on} = 3, T_{vj} = 25^{\circ}C$	-	125	-	ns
	$I{DS}= 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, R{g.on} = 3, T_{vj} = 175^{\circ}C$	-	115	-	ns
$T_{r}$	$V{GS} = +20/ -5 V, R{g.on} = 3, I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, T_{vj} = 25^{\circ}C$	-	59	-	ns
	$V{GS} = +20/ -5 V, R{g.on} = 3, I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, T_{vj} = 175^{\circ}C$	-	54	-	ns
$T_{d.off}$	$I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, R{g.off} = 1, T_{vj} = 25^{\circ}C$	-	220	-	ns
	$I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, R{g.off} = 1, T_{vj} = 175^{\circ}C$	-	228	-	ns
$T_{f}$	$I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, R{g.off} = 1, T_{vj} = 25^{\circ}C$	-	51	-	ns
	$I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, R{g.off} = 1, T_{vj} = 175^{\circ}C$	-	61	-	ns
$E_{ON}$	$I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, L{s} = 17 nH, R{g.on} = 3, di/dt = 8.4 A/ns, T{vj} = 25^{\circ}C$	-	26	-	mJ
	$I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, L{s} = 17 nH, R{g.on} = 3, di/dt = 9.7 A/ns, T{vj} = 175^{\circ}C$	-	28	-	mJ
$E_{OFF}$	$I{DS} = 400A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, L{s} =17 nH, R{g.off} = 1, dv/dt = 19.8 V/ns, T{vj} = 25^{\circ}C$	-	14	-	mJ
	$I{DS} = 400A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, L{s} =17 nH, R{g.off} = 1, dv/dt = 16.8 V/ns, T{vj} = 175^{\circ}C$	-	17	-	mJ
$E_{sc}$	$V{GS} = 20 V, V{DS} = 800 V, T_{vj} = 25^{\circ}C$	-	12	-	J
	$V{GS} = 20 V, V{DS} = 800 V, T_{vj} = 175^{\circ}C$	-	11	-	J

体二极管特性

Parameters	Conditions	Min	Typ	Max	Unit
$V_{SD}$	$V{Gs}=-5V, I{SD}=400A, T_{vj}=25^{\circ}C$	-	3.8	-	V
	$V{Gs}=-5V, I{SD}=400A, T_{vj}=175^{\circ}C$	-	3.3	-	V
$E_{rr}$	$I{SD}=400A, V{R}=800V, V{Gs}=-5V, L{s} =17nH, R{g.on}=3, di/dt = 8.4 A/ns, T{vj}= 25^{\circ}C$	-	0.4	-	mJ
	$I{SD}=400A, V{R}=800V, V{Gs}=-5V, L{s} =17nH, R{g.on}=3, di/dt = 9.7 A/ns, T{vj}= 175^{\circ}C$	-	2.1	-	mJ
$Q_{RR}$	$I{SD}=400A, V{R}=800V, V{Gs}=-5V, R{g.on}=3, T_{vj}= 25^{\circ}C$	-	2.3	-	μC
	$I{SD}=400A, V{R}=800V, V{Gs}=-5V, R{g.on}=3, T_{vj}= 175^{\circ}C$	-	8.6	-	μC
$I_{RR}$	$I{SD}=400A, V{R}=800V, V{Gs}=-5V, R{g.on}=3, T_{vj}= 25^{\circ}C$	-	527	-	A
	$I{SD}=400A, V{R}=800V, V{Gs}=-5V, R{g.on}=3, T_{vj}= 175^{\circ}C$	-	650	-	A

NTC 传感器特性

Parameters	Conditions	Min	Typ	Max	Unit
$R_{25}$	$T_{c} =25^{\circ}C$	-	10	-	kΩ
$\Delta R/R$	$T{c}=100^{\circ}C, R{100}=877$	-3	-	+3	%
$P_{25}$	$T_{c}=25^{\circ}C$	-	-	125	mW
$B_{25/85}$	$R=R{25}exp [B{25/85} (1/T - 1/298)]$	-1%	3610	+1%	K

热特性

Symbol	Parameter	Test Conditions	Min	Typ	Max	Unit
$R_{th.J - C}$	FET Junction to Case	-	-	0.025	0.028	°C/W
$R_{th.J - F}$	FET Junction to Fluid	$R_{th}$, Junction to Fluid, 10 L/min, 65°, 50/50 EGW, Ref.Heatsink	-	0.11	-	°C/W

这些参数为工程师在设计电路和热管理系统时提供了重要依据，帮助他们优化系统性能。

典型特性曲线

文档中还给出了一系列典型特性曲线，如输出特性、归一化导通电阻与漏极电流关系、归一化导通电阻与温度关系、转移特性、第三象限特性、栅极阈值电压与温度关系、典型电容与漏源电压关系、开关能量与温度关系、反向恢复能量与漏极电流关系、开关能量与外部栅极电阻关系、定时特性与漏极电流关系、典型热阻抗、MOSFET 击穿电压与 $T_{VJ}$ 关系、MOSFET RBSOA 等。这些曲线直观地展示了模块在不同工作条件下的性能变化，工程师可以根据这些曲线进一步了解模块的特性，进行系统的优化设计。