onsemi NVG800A75L4DSC2功率模块：为电动汽车牵引逆变器提供卓越性能

在电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）蓬勃发展的今天，牵引逆变器作为核心部件，对功率模块的性能、可靠性和散热能力提出了更高的要求。onsemi的VE - Trac Dual Gen II NVG800A75L4DSC2功率模块应运而生，为电动汽车牵引逆变器应用带来了新的解决方案。

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产品概述

NVG800A75L4DSC2是一款具有双侧冷却功能和紧凑尺寸的功率模块，专为混合动力和电动汽车牵引逆变器应用而设计。该模块采用半桥配置，包含两个窄台面场截止（FS4）IGBT芯片。其芯片组运用了新型窄台面IGBT技术，具备高电流密度、强大的短路保护能力和更高的阻断电压，能够在电动汽车牵引应用中展现出色的性能。

产品特性

双侧冷却

双侧冷却设计能够有效提高散热效率，确保模块在高功率运行时保持较低的温度，从而提升系统的可靠性和稳定性。对于电子工程师来说，良好的散热设计可以减少因过热导致的故障，延长模块的使用寿命。

集成芯片级温度和电流传感器

模块集成了芯片级温度和电流传感器，连续运行时最高结温 (T_{vj max }=175^{circ} C)。这使得工程师能够实时监测模块的温度和电流状态，及时采取措施防止模块因过热或过流而损坏。

低杂散电感

低杂散电感有助于降低开关损耗和电磁干扰（EMI），提高系统的效率和电磁兼容性。在设计电路时，低杂散电感可以减少能量损耗，提高系统的整体性能。

低导通和开关损耗

低导通和开关损耗能够降低模块的功耗，提高能源利用率。这对于电动汽车来说尤为重要，因为它可以延长电池的续航里程。

汽车级标准

该模块符合汽车级标准，经过AEC认证并具备PPAP能力，能够满足汽车行业对可靠性和质量的严格要求。电子工程师在设计汽车电子系统时，可以放心使用该模块。

4.2 kV隔离DBC基板

采用4.2 kV隔离DBC基板，提供了良好的电气隔离性能，增强了系统的安全性。

环保设计

该模块为无铅产品，符合RoHS标准，体现了环保理念。

典型应用

混合动力和电动汽车牵引逆变器

NVG800A75L4DSC2模块是混合动力和电动汽车牵引逆变器的理想选择，能够为车辆提供高效、可靠的动力输出。

高功率DC - DC转换器

在高功率DC - DC转换器中，该模块的高性能和可靠性也能得到充分发挥，满足系统对功率转换的需求。

引脚说明

该模块的引脚功能明确，包括低侧发射极、高侧集电极、集电极感应、电流感应、发射极感应、栅极和温度感应等引脚。电子工程师在进行电路设计时，需要根据引脚功能正确连接模块，确保系统的正常运行。

材料与特性

材料

• DBC基板：采用 (Al{2} O{3}) 隔离基板，具有基本的隔离性能，两侧为铜层。
• 引线框架：铜材质，表面进行了镀锡处理。

特性

• 连续工作结温范围：(-40) 至 (175^{circ} C)。
• 存储温度范围：(-40) 至 (125^{circ} C)。
• 隔离电压：交流 (4200 V)（(f = 50 Hz)，(t = 1 s)）。
• 爬电距离：端子间最小 (5.0 mm)。
• 电气间隙：端子间最小 (3.2 mm)。
• 相对漏电起痕指数（CTI）：(>600)。
• 杂散电感：(8 nH)。
• 模块引线电阻：(0.15 mΩ)。
• 模块重量：(75 g)。
• 模块端子M4螺丝扭矩：(2.2 Nm)。

绝对最大额定值

IGBT

• 集电极 - 发射极电压（(V_{CES})）：(750 V)。
• 栅极 - 发射极电压（(V_{GES})）：(pm20 V)。
• 实现的集电极电流（(I_{CN})）：(800 A)。
• 连续直流集电极电流（(I_{C nom})）：在 (T{vJmax} = 175^{circ}C)，(T{F} = 65^{circ}C)，参考散热器条件下为 (550 A)。
• 脉冲集电极电流（(I_{CRM})）：在 (V{GE} = 15 V)，(t{p} = 1 ms) 时为 (1600 A)。

二极管

• 重复峰值反向电压（(vert V_{RRM} vert)）：(750 V)。
• 实现的正向电流（(I_{FN})）：(800 A)。
• 连续正向电流（(I_{F})）：在 (T{vJmax} = 175^{circ}C)，(T{F} = 65^{circ}C)，参考散热器条件下为 (420 A)。
• 重复峰值正向电流（(I_{FRM})）：(t_{p} = 1 ms) 时为 (1600 A)。
• 浪涌电流能力（(I^{2}t) 值）：在 (V{R} = 0 V)，(t{p} = 10 ms)，(T{vJ} = 150^{circ}C) 时为 (20000 A^{2}s)；在 (T{vJ} = 175^{circ}C) 时为 (18000 A^{2}s)。

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。

热特性

IGBT的有效热阻 (R_{th,J - C}) 在 (10 L/min)，(65^{circ}C)，(50/50) 乙二醇 - 水（EGW），参考散热器条件下，典型值为 (0.07 - 0.09^{circ}C/W)。热特性对于模块的性能和可靠性至关重要，电子工程师在设计散热系统时需要充分考虑这些参数。

电气特性

IGBT特性

• 集电极 - 发射极饱和电压（(V_{CESAT})）：在不同的结温和电流条件下有不同的值，如在 (T{VJ}=150^{circ}C)，(V{GE}=15 V)，(I_{C}=800 A) 时为 (1.30 - 1.69 V)。
• 阈值电压：(V{CE}= V{GE})，(I_{c} = 500 mA) 时为 (4.5 - 6.5 V)。
• 总栅极电荷（(Q_{g})）：在 (V{GE}=-8) 至 (15 V)，(V{CE}=400 V) 时为 (1.7 μC)。
• 内部栅极电阻（(R_{Gint})）：文档未给出具体值。
• 输入电容（(C_{ies})）：在 (V{CE}=30 V)，(V{GE}=0 V)，(f = 100 KHz) 时文档未给出具体值。
• 输出电容（(C_{oes})）：在 (V{CE}=30 V)，(V{GE}=0 V)，(f = 100 KHz) 时为 (1.48 nF)。
• 反向传输电容：在 (V{CE}=30 V)，(V{GE}=0 V)，(f = 100 KHz) 时为 (0.19 nF)。
• 开通延迟时间（(T_{d.on})）：在不同的结温和电流条件下有不同的值，如在 (T{VJ}=25^{circ}C)，(I{C}=600 A)，(V{CE}=400 V)，(R{g.on} = 4.7 Ω) 时为 (382 ns)。
• 关断延迟时间：在 (T{VJ}=25^{circ}C) 时为 (917 ns)，在 (T{VJ}=175^{circ}C) 时为 (1042 ns)。
• 下降时间（(T_{f})）：在 (R{g.off} = 15Ω)，(T{VJ}=175^{circ}C) 时文档未给出具体值。
• 开通开关损耗（(E_{ON})）：在不同的结温和条件下有不同的值，如在 (T_{VJ}=25^{circ}C) 时文档未给出具体值。
• 关断开关损耗（(E_{OFF})）：在 (T{VJ}=25^{circ}C) 时为 (33.57 J)，在 (T{VJ}=175^{circ}C) 时为 (47.30 J)。

反向二极管特性

• 反向恢复能量（(E_{rr})）：在 (I{F}=600 A)，(V{R}=400 V)，(V{GE}=-8 V)，(T{VJ}=25^{circ}C) 时为 (14.89 J)，在 (T_{VJ}=150^{circ}C) 时为 (17.12 J)。

传感器特性

温度传感器在 (T{V J}=25^{circ}C)，(R{shunt} = 10Ω)，(I_{C}=1600 A) 时的值为 (2.5)（文档未明确单位）。

典型特性

文档中给出了一系列典型特性曲线，包括IGBT输出特性、转移特性、开关损耗与电流和电阻的关系、二极管正向特性、开关损耗与电流和电阻的关系、温度传感器特性、电流传感器特性等。这些曲线对于电子工程师理解模块的性能和进行电路设计具有重要的参考价值。

机械尺寸

该模块采用AHPM15 55x55 CASE MODHS封装，文档详细给出了其机械尺寸和公差要求。在进行机械设计时，工程师需要根据这些尺寸来确保模块的安装和散热。

订购信息

NVG800A75L4DSC2的封装为AHPM15 - CEA Module Case MODHS（无铅），每3个管装，每管6个，共18个单位。

总的来说，onsemi的NVG800A75L4DSC2功率模块凭借其出色的性能、可靠的质量和丰富的特性，为电动汽车牵引逆变器和高功率DC - DC转换器等应用提供了一个优秀的解决方案。电子工程师在设计相关系统时，可以充分考虑该模块的优势，以实现高效、可靠的电路设计。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？欢迎在评论区分享你的经验和见解。