onsemi碳化硅模塊NXH030P120M3F1PTG技術(shù)解析
在電力電子領(lǐng)域,碳化硅(SiC)技術(shù)憑借其卓越的性能優(yōu)勢(shì),正逐漸成為眾多應(yīng)用的首選。今天,我們就來深入剖析onsemi推出的一款碳化硅模塊——NXH030P120M3F1PTG。
文件下載:NXH030P120M3F1-D.PDF
產(chǎn)品概述
NXH030P120M3F1PTG是一款采用F1封裝的功率模塊,內(nèi)部集成了30 mΩ/1200 V的SiC MOSFET半橋和一個(gè)熱敏電阻。這種集成設(shè)計(jì)不僅節(jié)省了電路板空間,還提高了系統(tǒng)的可靠性和性能。
產(chǎn)品特性
高性能SiC MOSFET半橋
該模塊采用了30 mΩ/1200 V的M3S SiC MOSFET半橋,具備低導(dǎo)通電阻和高耐壓能力,能夠有效降低功率損耗,提高系統(tǒng)效率。
熱敏電阻
內(nèi)置的熱敏電阻可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊的溫度,為系統(tǒng)的熱管理提供重要依據(jù),確保模塊在安全的溫度范圍內(nèi)工作。
熱界面材料選項(xiàng)
提供預(yù)涂覆熱界面材料(TIM)和未預(yù)涂覆TIM兩種選項(xiàng),用戶可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇,方便靈活。
壓接引腳
采用壓接引腳設(shè)計(jì),安裝方便,無需焊接,減少了焊接過程中可能產(chǎn)生的應(yīng)力和損壞,提高了模塊的可靠性。
環(huán)保設(shè)計(jì)
該模塊符合RoHS標(biāo)準(zhǔn),無鉛、無鹵,對(duì)環(huán)境友好。
典型應(yīng)用
太陽能逆變器
在太陽能逆變器中,NXH030P120M3F1PTG的高性能SiC MOSFET半橋可以有效提高逆變器的效率和功率密度,降低系統(tǒng)成本。
不間斷電源(UPS)
在UPS系統(tǒng)中,該模塊的高耐壓和低導(dǎo)通電阻特性可以提高UPS的可靠性和效率,確保在停電時(shí)能夠及時(shí)為設(shè)備提供穩(wěn)定的電源。
電動(dòng)汽車充電站
在電動(dòng)汽車充電站中,NXH030P120M3F1PTG可以實(shí)現(xiàn)快速充電,提高充電效率,縮短充電時(shí)間。
工業(yè)電源
在工業(yè)電源領(lǐng)域,該模塊的高性能和可靠性可以滿足工業(yè)設(shè)備對(duì)電源的高要求,確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。
電氣特性
最大額定值
| 額定參數(shù) | 符號(hào) | 值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 漏源電壓 | VDSS | 1200 | V |
| 柵源電壓 | VGS | +22/?10 | V |
| 連續(xù)漏極電流(Tc = 80°C,TJ = 175°C) | ID | 42 | A |
| 脈沖漏極電流(TJ = 150°C) | IDpulse | 117 | A |
| 最大功耗(TJ = 175°C) | Ptot | 100 | W |
| 最小工作結(jié)溫 | TJMIN | -40 | °C |
| 最大工作結(jié)溫 | TJMAX | 175 | °C |
推薦工作范圍
模塊的推薦工作結(jié)溫范圍為 -40°C 至 150°C,在這個(gè)范圍內(nèi),模塊能夠穩(wěn)定可靠地工作。
電氣特性參數(shù)
| 在不同的測(cè)試條件下,模塊的電氣特性參數(shù)如下: | 參數(shù) | 測(cè)試條件 | 符號(hào) | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 零柵壓漏極電流 | VGS = 0 V,VDS = 1200 V,TJ = 25°C | loss | 100 | μA | |||
| 漏源導(dǎo)通電阻 | VGS = 18 V,ID = 30 A,TJ = 25°C | RDS(ON) | 30.6 | mΩ | |||
| VGS = 18 V,ID = 30 A,TJ = 125°C | 49.5 | ||||||
| VGS = 18 V,ID = 30 A,TJ = 175°C | 66 | ||||||
| 柵源閾值電壓 | VGS = VDS,ID = 15 mA | VGS(TH) | 2.04 | 2.6 | 4.4 | V | |
| 柵極泄漏電流 | VGS = -10 V / 22 V,VDS = 0 V | IGS | -1 | 1 | μA | ||
| 內(nèi)部柵極電阻 | RGINT | 3.3 | Ω | ||||
| 輸入電容 | VDS = 800 V,VGS = 0 V,f = 1 MHz | Ciss | 2271 | pF | |||
| 反向傳輸電容 | 11.6 | ||||||
| 輸出電容 | Coss | 153 | |||||
| 總柵極電荷 | VDS = 800 V,VGS = -3 / 18 V,ID = 30 A | QG(TOTAL) | 110 | nC | |||
| 柵源電荷 | QGS | 19 | nC | ||||
| 柵漏電荷 | 33 |
熱特性
熱阻
模塊的芯片到外殼熱阻為 0.95 K/W,芯片到散熱器熱阻(采用熱脂,厚度為 2 Mil +2%,導(dǎo)熱系數(shù)為 2.8 W/mK)為 1.54 K/W。合理的熱阻設(shè)計(jì)可以確保模塊在工作過程中能夠有效地散熱,保持穩(wěn)定的溫度。
熱敏電阻特性
| 熱敏電阻在不同溫度下的阻值和相關(guān)參數(shù)如下: | 溫度 | 阻值 | 偏差 | 推薦功率損耗 | 絕對(duì)最大功率損耗 | B 值 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 100°C | ||||||
| 150°C | 159.5 | |||||
| ±5% | 0.1 | 34.2 | 3436(公差 ±3%) |
封裝與引腳信息
封裝
模塊采用F1封裝,CASE 180BW,具有壓接引腳,尺寸為 33.8x42.5(PRESS FIT)。
引腳功能
| 引腳名稱 | 描述 |
|---|---|
| DC+ | DC 正母線連接 |
| S1 | M1 開爾文源極(高端開關(guān)) |
| G1 | M1 柵極(高端開關(guān)) |
| TH2 | 熱敏電阻連接 2 |
| TH1 | 熱敏電阻連接 1 |
| DC- | DC 負(fù)母線連接 |
| PHASE | 半橋中心點(diǎn) |
| G2 | M2 柵極(低端開關(guān)) |
| S2 | M2 開爾文源極(低端開關(guān)) |
典型特性曲線
文檔中還給出了一系列典型特性曲線,包括MOSFET的輸出特性、體二極管正向電壓、漏源導(dǎo)通電阻與結(jié)溫的關(guān)系、反向偏置安全工作區(qū)、電容與漏源電壓的關(guān)系、柵源電壓與柵極電荷的關(guān)系、開關(guān)損耗與漏極電流和柵極電阻的關(guān)系等。這些曲線為工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)提供了重要的參考依據(jù)。
總結(jié)
onsemi的NXH030P120M3F1PTG碳化硅模塊以其高性能、高可靠性和環(huán)保設(shè)計(jì),在太陽能逆變器、UPS、電動(dòng)汽車充電站和工業(yè)電源等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)電路時(shí),可以充分利用該模塊的特性,優(yōu)化電路性能,提高系統(tǒng)效率。你在實(shí)際應(yīng)用中是否使用過類似的碳化硅模塊呢?遇到過哪些問題?歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。
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