汽车级750V、820A单侧面直接冷却6合1功率模块NVH820S75L4SPC介绍

在混合动力（HEV）和电动汽车（EV）牵引逆变器应用领域，功率模块的性能和可靠性至关重要。今天就来详细介绍安森美（onsemi）的VE - Trac Direct系列中的NVH820S75L4SPC功率模块。

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产品概述

NVH820S75L4SPC是一款高度集成的功率模块，采用行业标准封装，专为混合动力和电动汽车牵引逆变器应用而设计。它集成了六个场截止4（FS4）750V窄台面IGBT，采用6合1配置，具有高电流密度、强大的短路保护能力和较高的阻断电压。同时，FS4 750V窄台面IGBT在轻负载时表现出低功耗，有助于提高汽车应用中的整体系统效率。

产品特性

散热与电感特性

• 直接冷却与集成针翅式散热器：该模块采用直接冷却方式，并集成了针翅式散热器，能有效提高散热效率，保证模块在高功率运行时的稳定性。
• 超低杂散电感：超低的杂散电感有助于减少开关损耗，提高系统的效率和可靠性。

电气性能

• 高结温连续运行：最大结温 (T_{vj max }=175^{circ} C)，可实现连续稳定运行，适应复杂的工作环境。
• 低饱和电压和开关损耗：低VCESAT和开关损耗，能降低功率损耗，提高能源利用率。
• 汽车级FS4 750V窄台面IGBT：具备良好的性能和可靠性，满足汽车应用的严格要求。
• 快速恢复二极管芯片技术：快速恢复二极管芯片技术可提高开关速度，减少反向恢复时间。
• 4.2 kV隔离DBC基板：提供良好的电气隔离性能，增强系统的安全性。

其他特性

• 易于集成的6合1拓扑：方便工程师进行电路设计和系统集成。
• 无铅且符合RoHS标准：符合环保要求，减少对环境的影响。

引脚说明

Pin #	Pin Function Description
P1, P2, P3	正电源端子
N1, N2, N3	负电源端子
1	相1输出
2	相2输出
3	相3输出
G1 - G6	IGBT栅极
E1 - E6	IGBT栅极返回
C1 - C6	去饱和检测/集电极感应
T11, T12	相1温度传感器输出
T21, T22	相2温度传感器输出
T31, T32	相3温度传感器输出

材料与可燃性信息

• DBC基板：采用 (Al{2} O{3}) 隔离基板，具有基本隔离性能，两侧为铜层。
• 端子：铜 + 镀锡。
• 信号引线：铜 + 镀锡。
• 针翅式基板：铜 + 镀镍。
• 可燃性：模块框架符合UL94V - 0可燃性等级。

模块特性与绝对最大额定值

模块特性

Symbol	Parameter	Rating	Unit
(T_{vj})	工作结温	-40 to 175	°C
(T_{STG})	储存温度	-40 to 125	°C
(V_{ISO})	隔离电压（DC, 0 Hz, 1 s）	4200	V
(L_{sCE})	杂散电感	8	nH
(R_{CC’ + EE’})	模块引线电阻，端子 - 芯片	0.75	mΩ
(G)	模块重量	700	g
(CTI)	相比漏电起痕指数	>200
(d_{creep})	爬电距离：端子到散热器 端子到端子	9.0 9.0	mm
(d_{clear})	电气间隙：端子到散热器 端子到端子	4.5 4.5	mm

绝对最大额定值

Symbol	Parameter	Rating	Unit
IGBT
(V_{CES})	集电极 - 发射极电压	750	V
(V_{GES})	栅极 - 发射极电压	±20	V
(I_{CN})	已实现集电极电流	820	A
(I_{C nom})	连续直流集电极电流，(T{vj} = 175°C)，(T{F} = 65°C)，参考散热器	600（注2）	A
(I_{CRM})	脉冲集电极电流 @ (V{GE} = 15 V)，(t{p} = 1 ms)	1640	A
(P_{tot})	总功率耗散，(T{vj} = 175°C)，(T{F} = 65°C)，参考散热器	1000	W
二极管
(V_{RRM})	重复峰值反向电压	750	V
(I_{FN})	已实现正向电流	820	A
(I_{F})	连续正向电流，(T{vj} = 175°C)，(T{F} = 65°C)，参考散热器	400（注2）	A
(I_{FRM})	重复峰值正向电流，(t_{p} = 1 ms)	1640	A
(I^{2}t) 值	浪涌电流能力，(t{p} = 10 ms)，(T{vj} = 150°C) (T_{vj} = 175°C)	19000 16000	(A^{2}s)

注：超过最大额定值表中列出的应力可能会损坏器件。若超出这些限制，不能保证器件的功能，可能会发生损坏并影响可靠性。注2通过特性/设计验证，而非测试验证。

IGBT、反向二极管和NTC传感器特性

IGBT特性

涵盖集电极 - 发射极饱和电压、泄漏电流、阈值电压、总栅极电荷、输入输出电容、开关延迟时间、开关损耗等多项参数，不同温度和电流条件下有详细数据。

反向二极管特性

包括二极管正向电压、反向恢复能量、恢复电荷、峰值反向恢复电流等参数，同样在不同温度和电流条件下给出具体数值。

NTC传感器特性

提供额定电阻、电阻偏差、功率耗散、B值等参数信息。

热特性

Symbol	Parameter	Min	Typ	Max	Unit
(IGBT.R_{th,J - F})	结到流体热阻，10 L/min，65 °C，50/50 EGW	-	0.11	0.13	°C/W
(Diode.R_{th,J - F})	结到流体热阻，10 L/min，65 °C，50/50 EGW	-	0.185	0.20	°C/W

典型特性

文档中还给出了IGBT输出特性、转移特性、开关损耗与电流关系、门极电荷特性、电容特性、二极管正向特性、开关损耗与电阻和电流关系、瞬态热阻抗、热阻、冷却回路压力降、NTC热敏电阻温度特性等典型特性曲线。

订购信息

Part Number	Package	Shipping
NVH820S75L4SPC	SSDC33, 154.50x92.0 (SPC) (Pb - Free)	4 Units / Tray

NVH820S75L4SPC功率模块凭借其出色的性能和特性，在混合动力和电动汽车牵引逆变器应用中具有很大的优势。电子工程师在设计相关系统时，可以根据这些详细的参数和特性，合理选择和使用该模块，以满足系统的性能和可靠性要求。大家在实际应用中，是否遇到过类似功率模块的散热和电气性能方面的问题呢？欢迎在评论区分享交流。