STMicroelectronics ADP46075W3汽車ACEPACK驅(qū)動電源模塊設(shè)計用于混合動力汽車及電動汽車中的牽引逆變器。STMicroelectronics ADP46075W3模塊采用第三代碳化硅功率MOSFET開關(guān)，以低RDS(on) 和最小開關(guān)損耗而著稱，可確保高效率并節(jié)省電池充電周期。該模塊的銅基板采用引腳翅片結(jié)構(gòu)，可直接進(jìn)行流體冷卻，降低熱阻。此外，專用引腳分配和壓配引腳優(yōu)化了開關(guān)性能，并確保與驅(qū)動板的最佳連接。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：STMicroelectronics ADP46075W3汽車ACEPACK驅(qū)動電源模塊數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

• 符合AQG 324標(biāo)準(zhǔn)
• 750 V 的閉塞電壓
• RDS(on)：1.6m?（典型值）
• 最高工作結(jié)溫：TJ = +175°C
• 極低的開關(guān)能量
• 低電感緊湊型設(shè)計，獲得更高功率密度
• Si3N4 AMB基板，可提高散熱性能
• 碳化硅功率MOSFET芯片燒結(jié)到基板上，以延長使用壽命
• 絕緣：4.2kV DC ，1秒
• 直接液體冷卻基板，帶針鰭
• 三個集成的NTC溫度傳感器
• 應(yīng)用包括主逆變器（電動牽引）

示意圖

基于ADP46075W3的汽車級SiC功率模塊設(shè)計與應(yīng)用技術(shù)解析

一、模塊核心特性與設(shè)計創(chuàng)新

ADP46075W3是STMicroelectronics推出的第三代汽車級ACEPACK DRIVE功率模塊，采用六封裝拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有以下突破性設(shè)計：

• ?750V/1.6mΩ SiC MOSFET?：基于第三代碳化硅技術(shù)，相比前代產(chǎn)品導(dǎo)通損耗降低30%
• ?集成化熱管理?：銅基板+針翅結(jié)構(gòu)實現(xiàn)直接液冷，熱阻僅0.129°C/W（流速10LPM時）
• ?車規(guī)級可靠性?：通過AQG324認(rèn)證，支持-40至175°C結(jié)溫工作范圍，基板溫度限值125°C

二、關(guān)鍵電氣參數(shù)深度解讀

1. 靜態(tài)特性（表3數(shù)據(jù)）

• ?導(dǎo)通電阻?：VGS=18V時典型值1.6m?（25°C），175°C時升至2.5m?
• ?柵極特性?：閾值電壓VGS(th)典型值4.3V，總柵極電荷Qg達(dá)984nC
• ?體二極管?：反向恢復(fù)時間trr僅37.3ns（400V/460A條件）

2. 動態(tài)性能（表4數(shù)據(jù)）

| 參數(shù) | 測試條件 | 典型值 |
|-||-|
| 開通能量Eon | VDD=400V, ID=460A, RG=18Ω | 24.2mJ |
| 關(guān)斷能量Eoff | VDD=400V, ID=460A, RG=8.2Ω | 17.2mJ |
| 反向恢復(fù)能量Erec | 同Eon條件 | 0.24mJ |

圖9顯示開關(guān)能量與電流呈近似線性關(guān)系，460A時總損耗41.4mJ

三、熱設(shè)計要點(diǎn)

1. ?散熱系統(tǒng)設(shè)計基準(zhǔn)?：
   • 最大功耗704W（TF=75°C時）
   • 推薦冷卻液：50%水+50%乙二醇混合液
   • 流速＞6LPM可確保RthJF＜0.133°C/W（圖16曲線）
2. ?NTC溫度監(jiān)測?：
   • 25°C標(biāo)稱阻值5k?（表6）
   • B25/80常數(shù)3411K，精度±5%
   • 需配合圖17曲線實現(xiàn)溫度標(biāo)定

四、典型應(yīng)用設(shè)計指南

牽引逆變器實施方案

1. ?柵極驅(qū)動設(shè)計?：
   • 推薦工作電壓：-5V關(guān)斷/+18V導(dǎo)通
   • 開通電阻建議18Ω，關(guān)斷電阻8.2Ω（圖10顯示RG對Eon影響顯著）
2. ?PCB布局要點(diǎn)?：
   • 模塊內(nèi)部雜感10nH（表7），需優(yōu)化：
     • 使用低感母排（＜5nH）
     • 門極走線長度＜30mm
   • 引腳采用壓接連接（press-fit）確保接觸阻抗＜0.5m?
3. ?保護(hù)策略?：
   • 過流閾值：持續(xù)485A/峰值950A（表1）
   • 隔離耐壓：4.2kV DC（1秒測試）

五、技術(shù)演進(jìn)趨勢

1. ?第三代SiC優(yōu)勢?：
   • 相比Gen2產(chǎn)品開關(guān)損耗降低40%
   • 體二極管反向恢復(fù)電荷Qrr減少60%
2. ?封裝創(chuàng)新?：
   • Si3N4 AMB基板提升熱循環(huán)壽命
   • 針翅結(jié)構(gòu)使功率密度提升35%