onsemi SiC MOSFET 3 - 相桥模块 NVXK2VR40WDT2的详细解析

在如今的xEV（新能源汽车）应用领域，功率模块的性能对于系统的整体表现起着至关重要的作用。本文将深入剖析 onsemi 公司推出的 SiC Power MOSFET 模块 NVXK2VR40WDT2，带大家了解它的特性、参数以及应用场景。

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一、产品概述

NVXK2VR40WDT2 是一款 1200 V、40 mΩ、31 A 的 3 - 相桥功率模块，专为 xEV 应用中的车载充电器（OBC）设计。它采用 DIP 封装的碳化硅（SiC）技术，具有诸多出色特性。

特性亮点

1. 电气安全：其爬电距离和电气间隙符合 IEC 60664 - 1 和 IEC 60950 - 1 标准，为产品的电气安全提供了可靠保障。
2. 紧凑设计：紧凑的设计使得该模块的总电阻较低，有助于提高系统效率，同时也节省了电路板空间。
3. 可追溯性：模块进行了序列化，实现了全追溯性，方便在生产和售后过程中进行质量管控和问题排查。
4. 环保合规：该模块符合无铅、ROHS 和 UL94V - 0 标准，并且通过了 AEC - Q101 和 AQG324 汽车级认证，适用于汽车应用场景。

二、典型应用

NVXK2VR40WDT2 主要应用于 xEV 应用中车载充电器的功率因数校正（PFC）环节。在车载充电器中，PFC 可以提高电源的功率因数，减少谐波污染，提高电能利用率，而该模块的高性能能够很好地满足这一需求。

三、关键参数

（一）最大额定值

在环境温度 (T_{J}=25^{circ} C) 时，该模块的一些关键最大额定值如下：	参数	数值	单位
(V_{DSS})（漏源极电压）	1200	V
(I_{D})（漏极电流）	31	A

需要注意的是，超过最大额定值表中列出的应力可能会损坏设备，影响其功能和可靠性。

（二）热特性

参数	符号	典型值	最大值	单位
热阻（结到壳）	(R_{theta JC})	1.13	1.47	(^{circ} C/W)
热阻（结到散热器）	(R_{Psi JS})	1.59	1.93	(^{circ} C/W)

热阻参数与特定条件有关，如 (T_{C}=100^{circ} C) ，使用具有无限冷却底面且温度为 85°C 的铝散热器，通过 38m 厚、导热系数为 6.5 W/mK 的热界面材料（TIM）等。

（三）电气特性

在 (T_{J}=25^{circ} C) 时，部分电气特性参数如下：

1. 导通特性
   • 栅极阈值电压：在 (V{GS}=V{DS})，(I_{D}=10 ~mA) 条件下，范围为 1.8 - 4.3 V。
   • 推荐栅极电压：文档中虽未明确给出具体值，但这是使用时需要关注的重要参数。
   • 导通电阻 (R_{DS(on)})：最大值为 59 mΩ，典型值为 71 mΩ。
2. 电荷、电容与栅极电阻
   • 总栅极电荷 (Q{G(TOT)})：在 (V{GS}=-5/20 V)，(V_{DS}=600 V) 条件下，典型值为 106 nC。
   • 栅极电阻 (R{G})：在 (V{GS}=0 V)，(f = 1 MHz) 条件下为 2 Ω。
3. 电感开关特性
   • 上升时间：在 (V{GS}=-5/20 V)，(V{DS}=800 V) 条件下为 17 ns。
   • 下降时间：为 9 ns。
   • 开通开关损耗 (E_{ON})：为 366 μJ。

四、引脚描述

该模块共有 32 个引脚，各引脚功能如下：	引脚编号	引脚名称	描述
1, 2, 15, 16, 19, 20, 27, 28	NC	未连接
3	G2	Q2 栅极
4	S2	Q2 源极
...	...	...
31, 32	B +	正电源端子

了解引脚功能对于正确使用该模块至关重要，工程师在设计电路时需要根据引脚描述进行合理的连接和布局。

五、典型特性图表

文档中给出了多个典型特性图表，如导通区域特性、归一化导通电阻与漏极电流和栅极电压的关系、导通电阻随温度的变化等。这些图表可以帮助工程师更直观地了解模块在不同条件下的性能表现，从而更好地进行电路设计和优化。例如，通过导通电阻随温度的变化图表，工程师可以预测在不同工作温度下模块的功耗情况，进而采取相应的散热措施。

六、机械封装

该模块采用 APM32 封装，尺寸为 44.00x28.80x5.70。封装的尺寸标注和公差遵循 ASME Y14.5M, 2009 标准，以毫米为控制尺寸，并且尺寸不包括毛刺、模具飞边和连接条突出部分。

总结

onsemi 的 NVXK2VR40WDT2 SiC MOSFET 3 - 相桥模块凭借其出色的特性、丰富的参数和广泛的应用场景，为 xEV 应用中的车载充电器设计提供了一个优秀的解决方案。电子工程师在使用该模块时，需要仔细研究其各项参数和特性，结合具体的应用需求进行合理设计，以充分发挥其性能优势。大家在实际应用中是否遇到过类似模块的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。