汽车级750V、950A单侧面直冷6管功率模块NVH950S75L4SPB解析

在混合动力（HEV）和电动汽车（EV）牵引逆变器应用领域，功率模块的性能直接影响着整个系统的效率和可靠性。今天我们就来详细解析安森美（onsemi）的一款明星产品——NVH950S75L4SPB功率模块。

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产品概述

NVH950S75L4SPB属于VE - Trac Direct系列高度集成的功率模块，具有行业标准的封装尺寸，专为混合动力和电动汽车牵引逆变器应用而设计。该模块采用6管配置，集成了六个场截止4（FS4）750V窄台面IGBT，能够提供高电流密度，同时具备强大的短路保护能力和更高的阻断电压。而且，FS4 750V窄台面IGBT在轻负载时表现出低功耗，有助于提高汽车应用中的整体系统效率。

产品特性亮点

散热设计优势

• 集成针翅式散热器的直冷技术：这种设计实现了超低杂散电感，能够有效降低模块在工作过程中的能量损耗。同时，模块允许在 (T_{vjmax}=175^{circ} C) 下连续运行，保证了在高温环境下的稳定性能。
• 优化的针翅式散热器：集成在底板中的针翅式散热器，不仅提高了散热效率，还简化了模块的组装过程，增强了可靠性。

电气性能优越

• 低饱和电压和开关损耗：低 (V_{CESAT }) 和开关损耗特性，使得模块在工作时能够减少能量损耗，提高能源利用效率。
• 汽车级FS4 750V窄台面IGBT：采用先进的IGBT技术，具备快速恢复二极管芯片技术，能够提供高效的功率转换。
• 4.2 kV隔离DBC基板：提供了良好的电气隔离性能，确保模块在高压环境下的安全性和稳定性。

易于集成

• 6管拓扑结构：这种拓扑结构易于集成到各种电路设计中，方便工程师进行系统设计。
• 新一代压配引脚：集成在功率模块信号端子中的新一代压配引脚，使得模块的组装更加方便，同时提高了连接的可靠性。

环保合规

该模块符合无铅（Pb - Free）和RoHS标准，满足环保要求。

引脚说明

Pin #	Pin Function Description
P1, P2, P3	正功率端子
N1, N2, N3	负功率端子
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

材料与安全性

材料组成

• DBC基板：采用SiN隔离基板，具有基本隔离性能，两侧覆铜。
• 端子：铜 + 镀锡。
• 信号引线：铜 + 镀锡。
• 针翅式底板：铜 + 镀镍。

阻燃性

模块框架符合UL94V - 0阻燃等级，确保在发生火灾等情况时的安全性。

关键参数

绝对最大额定值

Symbol	Parameter	Rating	Unit
IGBT
(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{vj} = 175 ° C)，(T{F} = 65 ° C)，参考散热器	750（注2）	A
(I_{CRM})	脉冲集电极电流 @ (V{GE} = 15 V)，(t{p} = 1 ms)	1900	A
(P_{tot})	总功率耗散 (T{vj} = 175 ° C)，(T{F} = 65 ° C)，参考散热器	1300	W
Diode
(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 ° C)，(T{F} = 65 ° C)，参考散热器	500（注2）	A
(I_{FRM})	重复峰值正向电流，(t_{p} = 1 ms)		1900	A
(I^{2}t) 值	浪涌电流能力，(t{p} = 10 ms)，(T{vj} = 150 ° C)	19000	(A^{2}s)
		(T_{vj} = 175 ° C)	16000

注：应力超过最大额定值表中列出的值可能会损坏设备。如果超过任何这些限制，不能保证设备的功能，可能会发生损坏并影响可靠性。注2为通过特性/设计验证，而非测试验证。

热特性

Symbol	Parameter	Min	Typ	Max	Unit
IGBT.(R_{th,J - F})	结到流体热阻，10 L/min，65 ° C，50/50乙二醇水混合液	-	0.083	0.10	(° C/W)
Diode.(R_{th,J - F})	结到流体热阻，10 L/min，65 ° C，50/50乙二醇水混合液	-	0.13	0.16	(° C/W)

典型应用

• 混合动力和电动汽车牵引逆变器：为电动汽车的动力系统提供高效的功率转换，确保车辆的动力性能和续航能力。
• 高功率转换器：在工业和电力系统中，用于实现高功率的转换和控制。

总结

NVH950S75L4SPB功率模块凭借其出色的散热设计、优越的电气性能、易于集成的特点以及环保合规性，成为混合动力和电动汽车牵引逆变器应用的理想选择。对于电子工程师来说，在设计相关系统时，这款模块能够提供可靠的性能支持，帮助实现高效、稳定的功率转换。你在实际设计中是否会考虑使用这样的功率模块呢？欢迎在评论区分享你的想法。