onsemi NVBG050N170M1 碳化矽 MOSFET 技术解析与应用指南

描述

安森美 (onsemi) NVBG050N170M1碳化矽(SiCSiC)MOSFET是1700V M1平面SiC MOSFET系列的一部分,该系列专为快速开关应用而优化。此MOSFET具有最大76mΩ(在20V最大RDS(ON) 、1700V漏极至源极电压、50A漏极连续电流和超低栅极充电/电荷(典型 QG(tot) = 107nC)时)。NVBG050N170M1 SiC MOSFET的有效输出电容较低(典型Coss = 97pF),栅极至源极电压为-15V/+25V。该碳化硅MOSFET 100%经过雪崩测试,采用D2PAK-7L封装。NVBG050N170M1碳化矽(SiC)MOSFET为无铅2LI,不含卤化物,符合RoHS标准,豁免7a条。典型应用包括反激式转换器、电动汽车/混合动力汽车用DC-DC转换器以及车载充电器(OBC)。

数据手册:*附件:onsemi NVBG050N170M1碳化矽(SiC)MOSFET数据手册.pdf

特性

  • 典型RDS(on) = 53mΩ(VGS = 20V)
  • 超低栅极电荷(典型QG(tot) = 107nC)
  • 低有效输出电容(典型Coss = 97pF)
  • 100% 经雪崩测试
  • 不含卤素
  • 符合RoHS指令(7a豁免)
  • 无铅2LI(二级互连)

MOSFET概述

SiC

典型特性

SiC

尺寸

SiC

onsemi NVBG050N170M1 碳化矽 MOSFET 技术解析与应用指南

一、产品概述

NVBG050N170M1‌ 是安森美(onsemi)推出的EliteSiC系列1700V碳化矽MOSFET,采用D2PAK-7L封装,具备53mΩ的超低导通电阻和优异的开关特性。该器件专为‌电动汽车/混合动力汽车‌的‌ 车载充电器(OBC) ‌ 和‌DC-DC变换器‌等高压应用场景设计。

二、核心技术特性

2.1 电气性能参数

  • 击穿电压‌:1700V (V(BR)DSS)
  • 导通电阻‌:典型值53mΩ @ VGS=20V, ID=35A, TJ=25°C
  • 最大连续漏极电流‌:
    • 50A @ TC=25°C
    • 35A @ TC=100°C
  • 栅极电荷‌:总电荷典型值107nC,阈值电荷7.6nC

2.2 开关特性优势

  • 极低输出电容‌:典型值97pF (Coss)
  • 快速开关能力‌:
    • 开启延迟时间:14ns
    • 上升时间:22ns
  • 开关损耗‌:在VDS=1200V, ID=35A条件下,总开关损耗典型值1001mJ

2.3 热管理特性

  • 结壳热阻‌:0.39°C/W (RθJC)
  • 工作结温范围‌:-55°C至+175°C
  • 雪崩能量‌:单脉冲260mJ (EAS)

三、关键技术创新

3.1 栅极驱动优化

推荐工作电压范围‌:-5V至+20V,提供更安全的驱动裕量。与传统硅基MOSFET相比,碳化矽器件需要更负的关断电压以确保可靠性。

3.2 体二极管特性

  • 连续源极电流‌:87A (体二极管)
  • 反向恢复时间‌:27ns
  • 反向恢复电荷‌:233nC

3.3 温度稳定性

导通电阻在高温下表现稳定:

  • 25°C时:53mΩ
  • 175°C时:107mΩ
    温度系数为正,有利于并联应用的均流。

四、应用设计指南

4.1 栅极驱动设计

  • 驱动电压‌:建议使用-5V关断,+20V开启
  • 栅极电阻‌:外部栅极电阻影响开关损耗,需根据实际应用优化选择

4.2 散热设计考量

基于热阻参数,设计散热系统时需确保:

  • 最大结温不超过175°C
  • 考虑瞬态热阻抗对脉冲功率处理能力的影响

4.3 保护电路设计

  • 雪崩能量‌:器件经过100%雪崩测试,在设计中可利用此特性实现有效的过压保护

五、典型应用场景

5.1 电动汽车充电系统

在车载充电器中,该器件的高压特性支持直接处理电网电压,简化电路拓扑。

5.2 高压DC-DC变换器

适用于电动汽车动力电池系统中的高压直流变换,提供高效率的功率转换。

5.3 工业电源系统

在工业应用中,1700V的击穿电压为三相380V系统提供充足的电压裕量。

六、设计注意事项

6.1 极限参数遵守

  • 绝对最大栅源电压‌:-15V/+25V
  • 最大功耗‌:385W @ TC=25°C

6.2 PCB布局建议

  • 充分利用D2PAK-7L封装的多个源极引脚,降低寄生电感
  • 为栅极驱动提供低阻抗回路,确保开关稳定性
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