onsemi碳化硅模塊NVXK2TR80WDT：xEV應(yīng)用的理想之選

在當(dāng)今電子科技飛速發(fā)展的時(shí)代，尤其是在電動(dòng)汽車（xEV）領(lǐng)域，對(duì)于高效、可靠的功率模塊需求日益增長(zhǎng)。onsemi推出的NVXK2TR80WDT碳化硅（SiC）模塊，以其卓越的性能和特性，成為xEV應(yīng)用中車載充電器（OBC）和DC - DC轉(zhuǎn)換器的理想選擇。本文將對(duì)這款模塊進(jìn)行詳細(xì)解析，希望能為電子工程師們?cè)?a href="http://www.brongaenegriffin.com/soft/data/61-62/" target="_blank">設(shè)計(jì)相關(guān)電路時(shí)提供有價(jià)值的參考。

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產(chǎn)品概述

NVXK2TR80WDT屬于APM32系列，是一款雙半橋結(jié)構(gòu)的DIP碳化硅H橋功率模塊，專為xEV應(yīng)用中的車載充電器設(shè)計(jì)。它具有80毫歐的導(dǎo)通電阻、1200V的耐壓和20A的連續(xù)漏極電流，能夠滿足xEV應(yīng)用中對(duì)高功率密度和高效率的要求。

產(chǎn)品特性

電氣性能卓越

1. 耐壓與電流能力：該模塊的最大耐壓為1200V，連續(xù)漏極電流可達(dá)20A，脈沖漏極電流更是高達(dá)96A，能夠承受較大的功率沖擊，滿足xEV應(yīng)用中對(duì)高電壓和大電流的需求。
2. 低導(dǎo)通電阻：80毫歐的導(dǎo)通電阻有效降低了功率損耗，提高了模塊的效率，減少了發(fā)熱，有助于延長(zhǎng)模塊的使用壽命。
3. 寬工作溫度范圍：能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)正常工作，確保了在不同環(huán)境條件下的穩(wěn)定性和可靠性。

設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)

1. 緊湊設(shè)計(jì)：符合IEC 60664 - 1和IEC 60950 - 1標(biāo)準(zhǔn)的爬電距離和電氣間隙設(shè)計(jì)，采用緊湊設(shè)計(jì)，降低了模塊的總電阻，減小了模塊的體積，有利于提高系統(tǒng)的集成度。
2. 可追溯性：模塊具有序列化功能，便于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全程追溯，保證了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)管理的可追溯性。
3. 環(huán)保合規(guī)：該模塊符合無鉛、ROHS和UL94V - 0標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)滿足汽車級(jí)AEC - Q101和AQG324認(rèn)證，可應(yīng)用于汽車電子領(lǐng)域，為xEV的安全可靠運(yùn)行提供保障。

典型應(yīng)用

NVXK2TR80WDT主要應(yīng)用于xEV的DC - DC轉(zhuǎn)換器和車載充電器中。在車載充電器中，它能夠高效地將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，為電池充電；在DC - DC轉(zhuǎn)換器中，可實(shí)現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)，為xEV的各個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源。

技術(shù)參數(shù)

最大額定值

在環(huán)境溫度為25°C時(shí)，模塊的連續(xù)漏極電流為20A，功率耗散為82W，脈沖漏極電流為96A。需要注意的是，當(dāng)應(yīng)力超過最大額定值表中列出的數(shù)值時(shí)，可能會(huì)損壞器件，影響其功能和可靠性。

熱特性

模塊的熱阻參數(shù)對(duì)于其散熱設(shè)計(jì)至關(guān)重要。熱阻結(jié)到殼（$R{theta JC}$）典型值為1.41°C/W，最大值為1.84°C/W；熱阻結(jié)到散熱器（$R{Psi JS}$）典型值為1.84°C/W，最大值為2.26°C/W。合理的散熱設(shè)計(jì)能夠確保模塊在工作過程中保持較低的溫度，提高其性能和可靠性。

電氣特性

1. 關(guān)斷特性：漏源擊穿電壓（$V{(BR)DSS}$）在$V{GS}=0V$，$I{D}=1mA$時(shí)為1200V，其溫度系數(shù)為500mV/°C。零柵壓漏電流（$I{DSS}$）在$V{GS}=0V$，$V{DS}=1200V$，$T{J}=25°C$時(shí)為100μA，$T{J}=175°C$時(shí)為1mA。柵源泄漏電流（$I{GSS}$）在$V{GS}= + 25/ - 15V$，$V_{DS}=0V$時(shí)為±1μA。
2. 導(dǎo)通特性：推薦柵極電壓（$V{GOP}$）在$V{GS}=20V$，$I{D}=20A$，$T{J}=25°C$時(shí)，漏源導(dǎo)通電阻具有較好的性能。正向跨導(dǎo)在$V{DS}=20V$，$I{D}=20A$時(shí)為11S。
3. 電荷、電容與柵極電阻：輸出電容（$C{oss}$）在$V{GS}= - 5/20V$，$V_{DS}=600V$時(shí)為7.9pF。
4. 電感開關(guān)特性：在$V{GS}= - 5/20V$，$V{DS}=800V$的電感負(fù)載條件下，上升時(shí)間和下降時(shí)間分別為12ns和9ns。
5. 漏源二極管特性：連續(xù)漏源二極管正向電流（$I{SD}$）在$V{GS}= - 5V$，$T{J}=25°C$時(shí)為18A，脈沖漏源二極管正向電流（$I{SDM}$）為96A，正向二極管電壓（$V{SD}$）在$V{GS}= - 5V$，$I{SD}=10A$，$T{J}=25°C$時(shí)為3.9V。

引腳配置與內(nèi)部等效電路

模塊的引腳配置明確，每個(gè)引腳都有其特定的功能。例如，P1、P2為中間直流母線正端，N1、N2為中間直流母線負(fù)端，G1 - G4為SiC MOSFET的柵極，S1 - S4為SiC MOSFET的源極，PH1、PH2為相連接端，NTC1、NTC2為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。了解引腳配置和內(nèi)部等效電路對(duì)于正確使用該模塊至關(guān)重要。

典型特性曲線

文檔中給出了多個(gè)典型特性曲線，如導(dǎo)通區(qū)域特性、歸一化導(dǎo)通電阻與漏極電流和柵極電壓的關(guān)系、導(dǎo)通電阻隨溫度的變化、導(dǎo)通電阻與柵源電壓的關(guān)系、傳輸特性、二極管正向電壓與電流的關(guān)系、柵源電壓與總電荷的關(guān)系、電容與漏源電壓的關(guān)系、無鉗位電感開關(guān)能力、最大連續(xù)漏極電流與殼溫的關(guān)系、單脈沖最大功率耗散以及熱響應(yīng)等。這些特性曲線能夠幫助工程師更好地了解模塊在不同工作條件下的性能，為電路設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。

機(jī)械尺寸與標(biāo)記

模塊采用APM32封裝，其機(jī)械尺寸有明確的規(guī)定，尺寸標(biāo)注遵循ASME Y14.5M,2009標(biāo)準(zhǔn)，控制尺寸為毫米。模塊的標(biāo)記包含特定設(shè)備代碼、批次ID、組裝和測(cè)試地點(diǎn)、年份、工作周以及序列號(hào)等信息，方便產(chǎn)品的管理和追溯。

總結(jié)

onsemi的NVXK2TR80WDT碳化硅模塊憑借其卓越的電氣性能、緊湊的設(shè)計(jì)、環(huán)保合規(guī)以及可追溯性等優(yōu)勢(shì)，在xEV應(yīng)用中具有廣闊的應(yīng)用前景。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)電路時(shí)，可以根據(jù)模塊的技術(shù)參數(shù)和典型特性曲線，合理選擇和使用該模塊，以實(shí)現(xiàn)高效、可靠的電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。同時(shí)，在使用過程中，要注意模塊的最大額定值，避免因應(yīng)力超過極限而損壞器件。大家在實(shí)際應(yīng)用中，是否遇到過類似模塊的使用問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。