汽车级NVH950S75L4SPC功率模块：高性能与可靠性的完美结合

在混合动力（HEV）和电动汽车（EV）的牵引逆变器应用领域，功率模块的性能和可靠性至关重要。今天我们要深入探讨的是安森美（onsemi）的NVH950S75L4SPC功率模块，它来自VE - Trac Direct系列，具有高度集成和行业标准的封装尺寸，能为汽车应用带来出色的性能表现。

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产品概述

NVH950S75L4SPC属于VE - Trac Direct家族，专为HEV和EV牵引逆变器应用而设计。该模块采用6 - pack配置，集成了六个场截止4（FS4）750V窄台面IGBT。这种IGBT在提供高电流密度方面表现卓越，同时具备强大的短路保护能力和较高的阻断电压。而且，在轻负载情况下，FS4 750V窄台面IGBT的功率损耗较低，有助于提高汽车应用中整个系统的效率。

产品特性

散热与电感优势

• 直接冷却与集成针翅式散热器：模块采用直接冷却方式，并集成了针翅式散热器，能有效降低温度，确保模块在高负载下稳定运行。
• 超低杂散电感：杂散电感低至8nH，可减少开关损耗和电磁干扰，提高系统的效率和稳定性。

电气性能优越

• 宽工作温度范围：工作结温范围为 - 40℃至175℃，存储温度范围为 - 40℃至125℃，能适应各种恶劣的工作环境。
• 低饱和电压和开关损耗：低$V_{CESAT}$和开关损耗，有助于提高系统效率，降低能耗。
• 高隔离电压：隔离电压（DC，0Hz，1s）高达4200V，保证了电气安全。

技术与拓扑优势

• 汽车级FS4 750V窄台面IGBT和快速恢复二极管芯片技术：提供了高可靠性和良好的开关性能。
• 易于集成的6 - pack拓扑：方便工程师进行电路设计和系统集成。

引脚说明

引脚编号	引脚功能描述
P1, P2, P3	正电源端子
N1, N2, N3	负电源端子
1	相1输出
2	相2输出
3	相3输出
G1 - G6	IGBT栅极
E1 - E6	IGBT栅极返回
C1 - C6	去饱和检测/集电极感应
T11, T12	相1温度传感器输出
T21, T22	相2温度传感器输出
T31, T32	相3温度传感器输出

这些引脚的设计使得模块能够方便地与外部电路连接，实现对模块的精确控制和监测。

材料与安全特性

材料组成

• DBC基板：采用SiN隔离基板，具有基本隔离功能，两侧为铜层。
• 端子：铜 + 镀锡电镀。
• 信号引线：铜 + 镀锡。
• 针翅式基板：铜 + 镀镍。

阻燃性

模块框架符合UL94V - 0阻燃等级，确保了在发生火灾等紧急情况时的安全性。

模块特性与绝对最大额定值

模块特性

符号	参数	额定值	单位
$T_{vj}$	工作结温	- 40至175	℃
$T_{STG}$	存储温度	- 40至125	℃
$V_{iso}$	隔离电压（DC，0Hz，1s）	4200	V
$L_{ECE}$	杂散电感	8	nH
$R_{CC + EE'}$	模块引线电阻，端子 - 芯片	0.75	mΩ
G	模块重量	700	g
CTI	相比漏电起痕指数	> 200	-
$d_{creep}$	爬电距离：端子到散热器，端子到端子	9.0	mm
$d_{clear}$	电气间隙：端子到散热器，端子到端子	4.5	mm

绝对最大额定值

IGBT

符号	参数	额定值	单位
$V_{CES}$	集电极 - 发射极电压	750	V
$V_{GES}$	栅极 - 发射极电压	+ 20	V
$I_{CN}$	实现的集电极电流	950	A
$I_{c nom}$	连续直流集电极电流，$T_j$ = 175℃，$T_F$ = 65℃，参考散热器	750（注2）	A
$I_{CRM}$	脉冲集电极电流@$V_{GE}$ = 15V，$t$ = 1mS	1900	A
$P_{tot}$	总功率耗散，$T_{vj}$ = 175℃，$T_F$ = 65℃，参考散热器	1325	W

二极管

符号	参数	额定值	单位
$V_{RRM}$	重复峰值反向电压	750	V
$I_{FN}$	实现的正向电流	950	A
$I_{F}$	连续正向电流，$T_{vj}$ = 175℃，$T$ = 65℃，参考散热器	500（注2）	A
$I_{FRM}$	重复峰值正向电流，$t$ = 1mS	1900	A
$I^2t$值	浪涌电流能力，$tp$ = 10mS，$T{vi}$ = 150℃，$T_{vj}$ = 175℃	19000，16000	$A^2s$

工程师在设计电路时，必须严格遵守这些额定值，以确保模块的安全和可靠运行。

典型特性曲线

文档中提供了一系列典型特性曲线，包括IGBT输出特性、IGBT开关损耗与电流关系、二极管开关损耗与电流关系等。这些曲线能帮助工程师更好地了解模块在不同工作条件下的性能表现，从而优化电路设计。例如，通过IGBT开关损耗与电流关系曲线，工程师可以选择合适的工作电流，以降低开关损耗，提高系统效率。

应用与订购信息

典型应用

• 混合动力和电动汽车牵引逆变器
• 高功率转换器

订购信息

零件编号	封装	包装
NVH950S75L4SPC	SSDC33，154.50x92.0（SPC）（无铅）	4个/托盘

总结

NVH950S75L4SPC功率模块凭借其高性能、高可靠性和易于集成的特点，成为混合动力和电动汽车牵引逆变器应用的理想选择。在散热、电气性能、材料安全等方面都表现出色，同时提供了丰富的引脚和特性参数，方便工程师进行电路设计和系统优化。如果你正在从事相关领域的设计工作，不妨考虑一下这款优秀的功率模块。你在实际应用中是否遇到过类似功率模块的散热或电气性能问题呢？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。