探索VE-Trac Direct Module NVH660S75L4SPFB：汽車動力模塊新選擇
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在混合動力（HEV）和電動汽車（EV）的發(fā)展浪潮中，牽引逆變器等關(guān)鍵部件對功率模塊的性能、可靠性和集成度提出了更高要求。今天，我們聚焦ON Semiconductor推出的VE - Trac Direct Module NVH660S75L4SPFB，深入剖析它的特點(diǎn)、性能及應(yīng)用。
文件下載：NVH660S75L4SPFB 數(shù)據(jù)表.pdf
產(chǎn)品概述
NVH660S75L4SPFB屬于VE - Trac Direct系列高度集成的功率模塊，專為HEV和EV牽引逆變器應(yīng)用而設(shè)計(jì)，采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝，方便工程師進(jìn)行系統(tǒng)集成。該模塊集成了六個Field Stop 4（FS4）750 V窄臺面IGBT，采用6 - 包配置，具備高電流密度、強(qiáng)大的短路保護(hù)能力和更高的阻斷電壓。此外，F(xiàn)S4 750 V窄臺面IGBT在輕載時功率損耗低，有助于提高汽車應(yīng)用中的整體系統(tǒng)效率。為了便于組裝和提高可靠性，新一代壓配引腳被集成到功率模塊的信號端子中。
產(chǎn)品特性亮點(diǎn)
散熱與電氣特性
- 散熱方式靈活：支持直接或間接冷卻，搭配扁平底座散熱器，滿足不同應(yīng)用場景的散熱需求。
- 超低雜散電感：雜散電感低至8 nH，有效減少了電路中的電壓尖峰和電磁干擾，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。
- 高結(jié)溫連續(xù)運(yùn)行：最大結(jié)溫$T_{jmax}=175^{\circ} C$，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，適應(yīng)高溫環(huán)境。
- 低損耗性能：低$VCESAT$和開關(guān)損耗，降低了能量損耗，提高了系統(tǒng)效率。
器件與拓?fù)鋬?yōu)勢
- 汽車級IGBT：采用汽車級FS4 750 V窄臺面IGBT和快速恢復(fù)二極管芯片技術(shù)，確保了在汽車應(yīng)用中的高可靠性和長壽命。
- 高隔離性能：4.2 kV隔離DBC基板，提供了良好的電氣隔離，保障了系統(tǒng)的安全性。
- 易于集成的拓?fù)?/strong>：6 - 包拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，方便工程師進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成。
- 環(huán)保合規(guī)：該器件無鉛且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，符合環(huán)保要求。
引腳與材料信息
引腳功能
| NVH660S75L4SPFB的引腳功能明確，涵蓋了正負(fù)極電源端子、三相輸出、IGBT門極、門極返回、去飽和檢測/集電極感應(yīng)以及溫度傳感器輸出等。詳細(xì)的引腳功能如下表所示： | 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 |
材料組成
- DBC基板：采用$Al{2} O{3}$隔離基板，具有基本隔離功能，兩側(cè)覆銅。
- 端子：銅 + 鍍錫電鍍，提高了導(dǎo)電性和耐腐蝕性。
- 信號引線：銅 + 鍍錫，確保信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
- 扁平底板：銅 + 鍍鎳，增強(qiáng)了散熱性能和機(jī)械強(qiáng)度。
阻燃特性
模塊框架符合UL94V - 0阻燃等級，為系統(tǒng)提供了可靠的安全保障。
性能參數(shù)分析
工作與存儲溫度范圍
-
工作結(jié)溫范圍為 - 40°C至175°C，存儲溫度范圍為 - 40°C至125°C，適應(yīng)了汽車應(yīng)用中復(fù)雜的溫度環(huán)境。
電氣性能參數(shù)
- 隔離電壓（DC，0 Hz，1 s）為4200 V，提供了良好的電氣隔離。
- 模塊重量為580 g，便于安裝和集成。
- 比較跟蹤指數(shù)CTI > 200，表明其具有較好的絕緣性能。
- 爬電距離和電氣間隙在端子到散熱器以及端子到端子之間均為9.0 mm和4.5 mm，滿足電氣安全要求。
絕對最大額定值
| 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與二極管特性
IGBT和二極管在不同條件下具有特定的性能參數(shù)，如飽和電壓、漏電流、閾值電壓、開關(guān)損耗等。這些參數(shù)對于評估模塊在實(shí)際應(yīng)用中的性能至關(guān)重要。例如，IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷延遲時間、上升和下降時間以及開關(guān)損耗等參數(shù)，直接影響著系統(tǒng)的效率和響應(yīng)速度。
NTC傳感器特性
NTC傳感器用于監(jiān)測模塊的溫度，其額定電阻、B值等參數(shù)在不同溫度下具有特定的變化規(guī)律。通過監(jiān)測NTC傳感器的輸出，可以實(shí)時了解模塊的溫度狀態(tài)，確保系統(tǒng)在安全的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。
熱特性參數(shù)
熱阻是評估模塊散熱性能的重要指標(biāo)。IGBT和二極管的結(jié)到外殼熱阻以及結(jié)到流體熱阻等參數(shù)，為散熱設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。合理的散熱設(shè)計(jì)可以確保模塊在高功率運(yùn)行時保持較低的溫度，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
典型應(yīng)用與訂購信息
典型應(yīng)用
NVH660S75L4SPFB主要應(yīng)用于混合動力和電動汽車牽引逆變器、高功率轉(zhuǎn)換器等領(lǐng)域，為汽車動力系統(tǒng)提供了高效、可靠的功率轉(zhuǎn)換解決方案。
訂購信息
該模塊采用SSDC33, 154.50x92.0(SPFB)封裝，無鉛環(huán)保，每托盤裝4個單位。
總結(jié)與展望
VE - Trac Direct Module NVH660S75L4SPFB憑借其高集成度、高性能、高可靠性和環(huán)保合規(guī)等優(yōu)勢，成為了HEV和EV牽引逆變器應(yīng)用中的理想選擇。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇散熱方案、優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，并對模塊的性能參數(shù)進(jìn)行充分的驗(yàn)證和測試。隨著電動汽車市場的不斷發(fā)展，我們期待看到更多像NVH660S75L4SPFB這樣優(yōu)秀的功率模塊，為汽車行業(yè)的發(fā)展注入新的動力。
各位工程師朋友們，在你們的設(shè)計(jì)中是否也遇到過對功率模塊性能和集成度的高要求呢？你們對NVH660S75L4SPFB在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)有什么期待或疑問嗎？歡迎在評論區(qū)分享你們的看法和經(jīng)驗(yàn)。
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