解析NVVR26A120M1WST:高性能碳化硅功率模块的卓越之选
在电子工程领域,功率模块的性能对于众多应用的效率和可靠性起着关键作用。今天,我们将深入剖析 onsemi 推出的 NVVR26A120M1WST 碳化硅(SiC)功率模块,探讨其特性、参数及应用价值。
产品概述
NVVR26A120M1WST 属于 EliteSiC 牵引逆变器功率模块系列,这是一个具有创新性的高迁移率复合半导体产品家族。它在相似且高度兼容的封装解决方案中,实现了性能提升、效率优化和功率密度的提高。该模块采用半桥配置集成了 1200V SiC MOSFET,并应用烧结技术进行芯片连接,以增强可靠性和热性能,同时满足 AQG324 标准。
产品特性
低导通电阻与低杂散电感
该模块具有超低的 (R_{DS(on)}),杂散电感超低,约为 7.1nH。低导通电阻有助于降低功率损耗,提高效率;而低杂散电感则能减少开关过程中的电压尖峰和电磁干扰,提升系统的稳定性。
高工作温度与可靠性
连续工作时 (T_{vj.Max}=175^{circ}C),采用汽车级 SiC MOSFET 芯片技术和烧结芯片技术,确保了在高温环境下的可靠性和稳定性。这使得模块能够适应复杂的工作条件,延长使用寿命。
符合汽车标准
该模块符合汽车模块 AQG324 标准,具备 PPAP 能力,适用于汽车领域的严格要求。
引脚配置与材料
引脚功能
| Pin No. | Pin Name | Pin Functional Description |
|---|---|---|
| 1 | N | 负电源端子 |
| 2 | P | 正电源端子 |
| 3 | D1 | 高端 MOSFET(Q1)漏极感应 |
| 4 | N/C | 无连接 |
| 5 | S1 | 高端 MOSFET(Q1)源极 |
| 6 | G1 | 高端 MOSFET(Q1)栅极 |
| 7 | N/C | 无连接 |
| 8 | N/C | 无连接 |
| 9 | AC | 相位输出 |
| 10 | NTC1 | NTC 1 |
| 11 | S2 | 低端 MOSFET(Q2)源极 |
| 12 | G2 | 低端 MOSFET(Q2)栅极 |
| 13 | NTC2 | NTC 2 |
| 14 | NTC_COM | NTC 公共端 |
| 15 | D2 | 低端 MOSFET(Q2)漏极感应 |
材料组成
- DBC 基板:采用 AlN 隔离基板,具有基本隔离功能,两侧为铜层。
- 引线框架:铜材质,镀锡处理。
- 可燃性信息:功率模块中的所有材料均符合 UL 可燃性等级 94V - 0。
电气参数
模块特性
| Symbol | Parameter | Rating | Unit |
|---|---|---|---|
| (T_{vj}) | 工作结温 | -40 至 175 | °C |
| (T_{STG}) | 存储温度范围 | -40 至 125 | °C |
| (V_{iso}) | 隔离电压(交流,50Hz,5s) | 4200 | V |
| (L_{sDS}) | 杂散电感 | 7.1 | nH |
| (R_{DD'+SS}) | 模块引线电阻,端子到芯片 | 0.3 | mΩ |
| (G) | 模块重量 | 48 | g |
| (CTI) | 相比漏电起痕指数 | >600 | |
| Creepage | 最小:端子到端子 | 5.0 | mm |
| Clearance | 最小:(注 1)端子到端子 | 3.2 | mm |
| (M) | M5 DIN 439B 模块端子螺丝,最大扭矩 | 2.2 | Nm |
绝对最大额定值
| Symbol | Parameter | Rating | Unit |
|---|---|---|---|
| (V_{DS}) | 漏源电压 | 1200 | V |
| (V_{GS}) | 栅源电压 | +25/ - 10 | V |
| (I_{DS}) | 连续直流电流,(V{GS}=20V),(T{vj}=175^{circ}C),(T_{F}=65^{circ}C) @ 10LPM,使用参考散热器(注 2) | 400 | A |
| (I_{DS.pulsed}) | 脉冲漏源电流,(V{GS}=20V),受 (T{vj.Max}) 限制 | 800 | A |
| (I_{SD.BD}) | 体二极管直流电流,(V{GS}=-5V),(T{vj}=175^{circ}C),(T_{F}=65^{circ}C) @ 10LPM,使用参考散热器(注 2) | 270 | A |
| (I_{SD.pulsed}) | 脉冲体二极管电流,(V{GS}=-5V),受 (T{vj.Max}) 限制 | 800 | A |
| (P_{tot}) | 总功率耗散 (T{vj.Max}=175^{circ}C),(T{F}=65^{circ}C),参考散热器(典型值) | 1000 | W |
MOSFET 特性
MOSFET 特性涵盖了导通电阻、阈值电压、跨导、栅极电荷等多个方面,不同温度下的参数表现为工程师在设计电路时提供了重要参考。例如,在 (T{vj}=25^{circ}C) 和 (T{vj}=175^{circ}C) 时,(R_{DS(ON)}) 分别有不同的典型值,这反映了温度对导通电阻的影响。
体二极管特性
体二极管的正向电压、反向恢复能量、恢复电荷等参数,对于理解模块在不同工作条件下的性能至关重要。例如,在不同温度下,二极管的正向电压和反向恢复能量会发生变化,这需要工程师在设计中充分考虑。
NTC 传感器特性
NTC 传感器用于监测温度,其额定电阻、电阻偏差、功率耗散和 B 值等参数,为温度监测和控制提供了依据。
热特性
热特性参数包括 FET 结到外壳的热阻 (R{th,J - C}) 和 FET 结到流体的热阻 (R{th,J - F}),这些参数对于散热设计和热管理至关重要。
典型特性曲线
文档中提供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和温度的关系、转移特性、第三象限特性等。这些曲线直观地展示了模块在不同工作条件下的性能表现,有助于工程师进行电路设计和性能评估。
机械尺寸
详细的机械尺寸信息为模块的安装和布局提供了指导。通过精确的尺寸参数,工程师可以确保模块与其他部件的兼容性和安装的准确性。
应用领域
NVVR26A120M1WST 主要应用于汽车 EV/HEV 牵引逆变器。其高性能、高可靠性和符合汽车标准的特点,使其成为汽车动力系统中理想的功率模块选择。
在实际应用中,工程师需要根据具体的设计要求,综合考虑模块的各项参数和特性,进行合理的电路设计和热管理。同时,对于模块的使用和维护,也需要遵循相关的规范和注意事项,以确保系统的稳定运行。大家在使用这款模块的过程中,有没有遇到过什么特殊的问题或者有什么独特的应用经验呢?欢迎在评论区分享交流。
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