探索VE-Trac Direct Module NVH660S75L4SPFB：汽车动力模块新选择

在混合动力（HEV）和电动汽车（EV）的发展浪潮中，牵引逆变器等关键部件对功率模块的性能、可靠性和集成度提出了更高要求。今天，我们聚焦ON Semiconductor推出的VE - Trac Direct Module NVH660S75L4SPFB，深入剖析它的特点、性能及应用。

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产品概述

NVH660S75L4SPFB属于VE - Trac Direct系列高度集成的功率模块，专为HEV和EV牵引逆变器应用而设计，采用行业标准封装，方便工程师进行系统集成。该模块集成了六个Field Stop 4（FS4）750 V窄台面IGBT，采用6 - 包配置，具备高电流密度、强大的短路保护能力和更高的阻断电压。此外，FS4 750 V窄台面IGBT在轻载时功率损耗低，有助于提高汽车应用中的整体系统效率。为了便于组装和提高可靠性，新一代压配引脚被集成到功率模块的信号端子中。

产品特性亮点

散热与电气特性

• 散热方式灵活：支持直接或间接冷却，搭配扁平底座散热器，满足不同应用场景的散热需求。
• 超低杂散电感：杂散电感低至8 nH，有效减少了电路中的电压尖峰和电磁干扰，提高了系统的稳定性和效率。
• 高结温连续运行：最大结温$T_{jmax}=175^{\circ} C$，可实现连续稳定运行，适应高温环境。
• 低损耗性能：低$VCESAT$和开关损耗，降低了能量损耗，提高了系统效率。

器件与拓扑优势

• 汽车级IGBT：采用汽车级FS4 750 V窄台面IGBT和快速恢复二极管芯片技术，确保了在汽车应用中的高可靠性和长寿命。
• 高隔离性能：4.2 kV隔离DBC基板，提供了良好的电气隔离，保障了系统的安全性。
• 易于集成的拓扑：6 - 包拓扑结构，方便工程师进行电路设计和系统集成。
• 环保合规：该器件无铅且符合RoHS标准，符合环保要求。

引脚与材料信息

引脚功能

NVH660S75L4SPFB的引脚功能明确，涵盖了正负极电源端子、三相输出、IGBT门极、门极返回、去饱和检测/集电极感应以及温度传感器输出等。详细的引脚功能如下表所示：	Pin#	Pin Function Description
P1, P2, P3	Positive Power Terminals
N1, N2, N3	Negative Power Terminals
1	Phase 1 Output
2	Phase 2 Output
3	Phase 3 Output
G1 - G6	IGBT Gate
E1 - E6	IGBT Gate Return
C1 - C6	Desat Detect/Collector Sense
T11, T12	Phase 1 Temperature Sensor Output
T21, T22	Phase 2 Temperature Sensor Output
T31, T32	Phase 3 Temperature Sensor Output

材料组成

• DBC基板：采用$Al{2} O{3}$隔离基板，具有基本隔离功能，两侧覆铜。
• 端子：铜 + 镀锡电镀，提高了导电性和耐腐蚀性。
• 信号引线：铜 + 镀锡，确保信号传输的稳定性。
• 扁平底板：铜 + 镀镍，增强了散热性能和机械强度。

阻燃特性

模块框架符合UL94V - 0阻燃等级，为系统提供了可靠的安全保障。

性能参数分析

工作与存储温度范围

• 工作结温范围为 - 40°C至175°C，存储温度范围为 - 40°C至125°C，适应了汽车应用中复杂的温度环境。

  电气性能参数

• 隔离电压（DC，0 Hz，1 s）为4200 V，提供了良好的电气隔离。
• 模块重量为580 g，便于安装和集成。
• 比较跟踪指数CTI > 200，表明其具有较好的绝缘性能。
• 爬电距离和电气间隙在端子到散热器以及端子到端子之间均为9.0 mm和4.5 mm，满足电气安全要求。

绝对最大额定值

Symbol	Parameter	Rating	Unit
$V_{CES}$	Collector to Emitter Voltage	750	V
$V_{GES}$	Gate to Emitter Voltage	+20	V
$I_{CN}$	Implemented Collector Current	660	A
$I_{c nom}$	Continuous DC Collector Current, $T{vj}= 175^{\circ}C$, $T{p}=65^{\circ}C$, Ref. Heatsink	450(Note 1)	A
$I_{CRM}$	Pulsed Collector Current @ $V{GE}=15V$, $t{p}= 1ms$	1320	A
$P_{tot}$	Total Power Dissipation $T{vj}= 175^{\circ}C$, $T{p}= 65^{\circ}C$, Ref. Heatsink	733	W

IGBT与二极管特性

IGBT和二极管在不同条件下具有特定的性能参数，如饱和电压、漏电流、阈值电压、开关损耗等。这些参数对于评估模块在实际应用中的性能至关重要。例如，IGBT的导通和关断延迟时间、上升和下降时间以及开关损耗等参数，直接影响着系统的效率和响应速度。

NTC传感器特性

NTC传感器用于监测模块的温度，其额定电阻、B值等参数在不同温度下具有特定的变化规律。通过监测NTC传感器的输出，可以实时了解模块的温度状态，确保系统在安全的温度范围内运行。

热特性参数

热阻是评估模块散热性能的重要指标。IGBT和二极管的结到外壳热阻以及结到流体热阻等参数，为散热设计提供了重要依据。合理的散热设计可以确保模块在高功率运行时保持较低的温度，提高系统的可靠性和稳定性。

典型应用与订购信息

典型应用

NVH660S75L4SPFB主要应用于混合动力和电动汽车牵引逆变器、高功率转换器等领域，为汽车动力系统提供了高效、可靠的功率转换解决方案。

订购信息

该模块采用SSDC33, 154.50x92.0(SPFB)封装，无铅环保，每托盘装4个单位。

总结与展望

VE - Trac Direct Module NVH660S75L4SPFB凭借其高集成度、高性能、高可靠性和环保合规等优势，成为了HEV和EV牵引逆变器应用中的理想选择。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择散热方案、优化电路设计，并对模块的性能参数进行充分的验证和测试。随着电动汽车市场的不断发展，我们期待看到更多像NVH660S75L4SPFB这样优秀的功率模块，为汽车行业的发展注入新的动力。

各位工程师朋友们，在你们的设计中是否也遇到过对功率模块性能和集成度的高要求呢？你们对NVH660S75L4SPFB在实际应用中的表现有什么期待或疑问吗？欢迎在评论区分享你们的看法和经验。