ON Semiconductor VE-Trac Direct Module NVH660S75L4SPFB：汽车应用的高效功率模块

在汽车电动化的浪潮中，功率模块作为关键组件，对电动汽车和混合动力汽车的性能起着至关重要的作用。今天，我们来深入了解一下ON Semiconductor的VE-Trac Direct Module NVH660S75L4SPFB，看看它在汽车牵引逆变器应用中的表现。

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产品概述

NVH660S75L4SPFB是VE - Trac Direct系列高度集成功率模块的一员，专为混合动力（HEV）和电动汽车（EV）牵引逆变器应用而设计，具有行业标准的封装尺寸。该模块集成了六个Field Stop 4（FS4）750 V窄台面IGBT，采用6 - pack配置，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 750 V窄台面IGBT在轻载时表现出低功率损耗，有助于提高汽车应用中的整体系统效率。为了便于组装和提高可靠性，该功率模块的信号端子集成了新一代的压配引脚。

产品特性

散热与电感特性

• 散热方式多样：支持直接或间接冷却，配备扁平底座散热器，能有效降低温度，保障模块稳定运行。
• 超低杂散电感：杂散电感低至8 nH（$L_{sCE}$），有助于减少电路中的能量损耗和电磁干扰。

电气性能优越

• 高结温连续运行：最大结温$T_{jmax}=175^{circ}C$，可在较高温度环境下连续工作，适应复杂的汽车工况。
• 低饱和电压和开关损耗：IGBT的集电极 - 发射极饱和电压（$V_{CESAT}$）典型值低，开关损耗小，提高了能源转换效率。
• 汽车级IGBT和二极管技术：采用汽车级FS4 750 V窄台面IGBT和快速恢复二极管芯片技术，性能可靠。
• 高隔离电压：隔离电压$V_{ISO}$达4200 V，确保电气安全。

其他特性

• 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。
• 环保合规：该器件无铅，符合RoHS标准，满足环保要求。

引脚说明

Pin #	Pin Function Description
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

材料与可燃性信息

• DBC基板：采用$Al{2}O{3}$隔离基板，具有基本隔离性能，两侧为铜层。
• 端子和信号引线：端子为铜 + 镀锡，信号引线为铜 + 镀锡。
• 扁平底板：铜 + 镀镍。
• 可燃性：模块框架符合UL94V - 0可燃性等级，具有良好的防火性能。

模块特性与绝对最大额定值

模块特性

Symbol	Parameter	Rating	Unit
$T_{vj}$	工作结温	-40 to 175	°C
$T_{STG}$	储存温度	-40 to 125	°C
$V_{ISO}$	隔离电压（DC，0 Hz，1 s）	4200	V
$L_{sCE}$	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	580	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

Symbol	Parameter	Rating	Unit
$V_{CES}$	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	660	A
$I_{C nom}$	连续直流集电极电流，$T{vj} = 175^{circ}C$，$T{F} = 65^{circ}C$，参考散热器	450（Note 1）	A
$I_{CRM}$	脉冲集电极电流 @ $V{GE} = 15 V$，$t{p} = 1 ms$	1320	A
$P_{tot}$	总功率耗散，$T{vj} = 175^{circ}C$，$T{F} = 65^{circ}C$，参考散热器	733	W

二极管

Symbol	Parameter	Rating	Unit
$V_{RRM}$	重复峰值反向电压	750	V
$I_{FN}$	实现的正向电流	660	A
$I_{F}$	连续正向电流，$T{vj} = 175^{circ}C$，$T{F} = 65^{circ}C$，参考散热器	300（Note 1）	A
$I_{FRM}$	重复峰值正向电流，$t_{p} = 1 ms$	1320	A
$I^{2}t$值	$T_{vj} = 150^{circ}C$
	浪涌电流能力，$t{p} = 10 ms$，$T{vj} = 175^{circ}C$	19000	A²s
			16000

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

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、转移特性、开关损耗与电流的关系，以及二极管的正向特性、开关损耗等。这些曲线有助于工程师在设计电路时更好地了解模块的性能，优化电路参数。

热特性

Symbol	Parameter	Min	Typ	Max	Unit
IGBT.$R_{th,J - C}$	结到外壳热阻	-	0.074	0.085	°C/W
IGBT.$R_{th,J - F}$	结到流体热阻，10 L/min，65 °C，50/50 EGW，参考冷却夹套	-	0.15		°C/W
Diode.$R_{th,J - C}$	结到外壳热阻	-	0.13	0.15	°C/W
Diode.$R_{th,J - F}$	结到流体热阻，10 L/min，65 °C，50/50 EGW，参考冷却夹套	-	0.23		°C/W

热特性对于功率模块的可靠性至关重要，了解这些热阻参数有助于工程师设计合适的散热方案。

订购信息

Part Number	Package	Shipping
NVH660S75L4SPFB	SSDC33, 154.50x92.0 (SPFB) (Pb - Free)	4 Units / Tray

ON Semiconductor的VE - Trac Direct Module NVH660S75L4SPFB以其高性能、高可靠性和易于集成的特点，为汽车牵引逆变器应用提供了一个优秀的解决方案。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用需求，结合模块的各项特性和参数，进行合理的电路设计和散热设计，以充分发挥该模块的优势。你在使用类似功率模块时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。