解析 onsemi NVVR26A120M1WSB SiC 功率模塊：電動車牽引逆變器的理想之選

引言

在當(dāng)今電動車和混合動力車蓬勃發(fā)展的時代，牽引逆變器作為核心部件，對功率模塊的性能和可靠性提出了極高要求。onsemi 的 NVVR26A120M1WSB 碳化硅（SiC）功率模塊憑借其卓越特性，成為了眾多工程師關(guān)注的焦點。今天，我們就來深入剖析這款模塊，探討它在電動車牽引逆變器應(yīng)用中的優(yōu)勢。

文件下載：NVVR26A120M1WSB.pdf

產(chǎn)品概述

NVVR26A120M1WSB 屬于 VE - Trac B2 SiC 高度集成功率模塊家族，專為混合動力（HEV）和電動車（EV）牽引逆變器應(yīng)用而設(shè)計。它采用半橋配置集成了 1200V SiC MOSFET，為了提升可靠性和熱性能，還應(yīng)用了燒結(jié)技術(shù)進(jìn)行芯片連接，并且滿足 AQG324 標(biāo)準(zhǔn)。

產(chǎn)品特性亮點

低電阻與低電感

超低導(dǎo)通電阻：具備超低的 $R_{DS(on)}$，這意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下，模塊的功率損耗更小，能夠有效提高系統(tǒng)效率。
超低雜散電感：雜散電感約為 7.1nH，低雜散電感可以減少開關(guān)過程中的電壓尖峰和電磁干擾（EMI），使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。

高溫性能與可靠性

高結(jié)溫連續(xù)運行：最大結(jié)溫 $T_{vj Max }=175^{\circ} C$，能夠在高溫環(huán)境下持續(xù)穩(wěn)定工作，適應(yīng)電動車復(fù)雜的工況。
燒結(jié)芯片技術(shù)：采用燒結(jié)芯片技術(shù)，大大提高了模塊的可靠性，減少了因芯片連接問題導(dǎo)致的故障風(fēng)險。

汽車級標(biāo)準(zhǔn)與能力

符合汽車級標(biāo)準(zhǔn)：符合 AQG324 汽車模塊標(biāo)準(zhǔn)，滿足汽車行業(yè)對零部件的嚴(yán)格要求。
具備 PPAP 能力：能夠提供生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序（PPAP），方便汽車制造商進(jìn)行質(zhì)量管控和生產(chǎn)管理。

產(chǎn)品應(yīng)用場景

該模塊主要應(yīng)用于汽車 EV/HEV 的牽引逆變器中。在電動車的動力系統(tǒng)里，牽引逆變器負(fù)責(zé)將電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，驅(qū)動電機(jī)運轉(zhuǎn)。NVVR26A120M1WSB 的高性能和可靠性，能夠為電動車的動力系統(tǒng)提供穩(wěn)定、高效的電力支持，提升車輛的性能和續(xù)航里程。

引腳配置與功能說明

引腳配置圖

PIN CONFIGURATION

引腳功能描述

Pin No.	Pin Name	Pin Functional Description
1	N	Negative Power Terminal
2	P	Positive Power Terminal
3	D1	High Side MOSFET (Q1) Drain Sense
4	N/C	No Connection
5	S1	High Side MOSFET (Q1) Source
6	G1	High Side MOSFET(Q1) Gate
7	N/C	No Connection
8	N/C	No Connection
9	AC	Phase Output
10	NTC1	NTC1
11	S2	Low Side MOSFET (Q2) Source
12	G2	Low Side MOSFET (Q2) Gate
13	NTC2	NTC2
14	NTC_COM	NTC common
15	D2	Low Side MOSFET (Q2) Drain Sense

工程師在設(shè)計電路時，需要根據(jù)這些引腳功能進(jìn)行合理的連接和布局，確保模塊能夠正常工作。

材料與特性

材料信息

DBC 基板：采用 AlN 隔離基板，具有基本隔離功能，兩側(cè)為銅層。
引腳框架：引腳 1、2 為未鍍銅，引腳 3 至 15 為鍍錫銅。
阻燃性：功率模塊中的所有材料均符合 UL 阻燃等級 94V - 0，提高了產(chǎn)品的安全性。

模塊特性參數(shù)

模塊特性參數(shù)在 $T_{vj}=25^{\circ} C$（除非另有說明）的條件下給出，涵蓋了 MOSFET 特性、體二極管特性、NTC 傳感器特性和熱特性等多個方面。

MOSFET 特性

Parameter	Conditions	Min	Typ	Max	Unit
$R_{DS(ON)}$	$V{GS} = 20V, I{D} = 400A, T_{vj} = 25^{\circ}C$	2.6	-	-	mΩ
	$V{GS} = 20V, I{D} = 400A, T_{vj} = 175^{\circ}C$	-	-	4.6	mΩ
$V_{GS(TH)}$	$V{GS} = V{DS}, I_{D} = 150 mA$	2.1	3.2	-	V
$g_{fs}$	$V{DS} = 10 V, I{D} = 400 A$	-	170	-	S
$Q_{G}$	$V{GS} = -5/+20 V, V{DS} = 800 V, I_{D} = 400 A$	-	1.75	-	C
$R_{g.int}$	-	-	2.1	-	Ω
$C_{iss}$	$V{DS} = 800 V, V{GS} = 0 V, f = 100 kHz$	-	31.7	-	nF
$C_{oss}$	-	-	2.2	-	nF
$C_{rss}$	-	-	0.22	-	nF
$I_{DSS}$	$V{GS} = 0 V, V{DS} = 1200 V, T_{vj} = 25^{\circ}C$	-	-	250	μA
	$V{GS} = 0 V, V{DS} = 1200 V, T_{vj} = 175^{\circ}C$	-	-	13.1	μA
$I_{GSS}$	$V{GS} = 20/ -5 V, V{DS} = 0 V$	±700	-	-	nA
$T_{d.on}$	$I{DS}= 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, R{g.on} = 3, T_{vj} = 25^{\circ}C$	-	125	-	ns
	$I{DS}= 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, R{g.on} = 3, T_{vj} = 175^{\circ}C$	-	115	-	ns
$T_{r}$	$V{GS} = +20/ -5 V, R{g.on} = 3, I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, T_{vj} = 25^{\circ}C$	-	59	-	ns
	$V{GS} = +20/ -5 V, R{g.on} = 3, I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, T_{vj} = 175^{\circ}C$	-	54	-	ns
$T_{d.off}$	$I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, R{g.off} = 1, T_{vj} = 25^{\circ}C$	-	220	-	ns
	$I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, R{g.off} = 1, T_{vj} = 175^{\circ}C$	-	228	-	ns
$T_{f}$	$I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, R{g.off} = 1, T_{vj} = 25^{\circ}C$	-	51	-	ns
	$I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, R{g.off} = 1, T_{vj} = 175^{\circ}C$	-	61	-	ns
$E_{ON}$	$I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, L{s} = 17 nH, R{g.on} = 3, di/dt = 8.4 A/ns, T{vj} = 25^{\circ}C$	-	26	-	mJ
	$I{DS} = 400 A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, L{s} = 17 nH, R{g.on} = 3, di/dt = 9.7 A/ns, T{vj} = 175^{\circ}C$	-	28	-	mJ
$E_{OFF}$	$I{DS} = 400A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, L{s} =17 nH, R{g.off} = 1, dv/dt = 19.8 V/ns, T{vj} = 25^{\circ}C$	-	14	-	mJ
	$I{DS} = 400A, V{DS} = 800 V, V{GS} = +20/ -5 V, L{s} =17 nH, R{g.off} = 1, dv/dt = 16.8 V/ns, T{vj} = 175^{\circ}C$	-	17	-	mJ
$E_{sc}$	$V{GS} = 20 V, V{DS} = 800 V, T_{vj} = 25^{\circ}C$	-	12	-	J
	$V{GS} = 20 V, V{DS} = 800 V, T_{vj} = 175^{\circ}C$	-	11	-	J

體二極管特性

Parameters	Conditions	Min	Typ	Max	Unit
$V_{SD}$	$V{Gs}=-5V, I{SD}=400A, T_{vj}=25^{\circ}C$	-	3.8	-	V
	$V{Gs}=-5V, I{SD}=400A, T_{vj}=175^{\circ}C$	-	3.3	-	V
$E_{rr}$	$I{SD}=400A, V{R}=800V, V{Gs}=-5V, L{s} =17nH, R{g.on}=3, di/dt = 8.4 A/ns, T{vj}= 25^{\circ}C$	-	0.4	-	mJ
	$I{SD}=400A, V{R}=800V, V{Gs}=-5V, L{s} =17nH, R{g.on}=3, di/dt = 9.7 A/ns, T{vj}= 175^{\circ}C$	-	2.1	-	mJ
$Q_{RR}$	$I{SD}=400A, V{R}=800V, V{Gs}=-5V, R{g.on}=3, T_{vj}= 25^{\circ}C$	-	2.3	-	μC
	$I{SD}=400A, V{R}=800V, V{Gs}=-5V, R{g.on}=3, T_{vj}= 175^{\circ}C$	-	8.6	-	μC
$I_{RR}$	$I{SD}=400A, V{R}=800V, V{Gs}=-5V, R{g.on}=3, T_{vj}= 25^{\circ}C$	-	527	-	A
	$I{SD}=400A, V{R}=800V, V{Gs}=-5V, R{g.on}=3, T_{vj}= 175^{\circ}C$	-	650	-	A

NTC 傳感器特性

Parameters	Conditions	Min	Typ	Max	Unit
$R_{25}$	$T_{c} =25^{\circ}C$	-	10	-	kΩ
$\Delta R/R$	$T{c}=100^{\circ}C, R{100}=877$	-3	-	+3	%
$P_{25}$	$T_{c}=25^{\circ}C$	-	-	125	mW
$B_{25/85}$	$R=R{25}exp [B{25/85} (1/T - 1/298)]$	-1%	3610	+1%	K

熱特性

Symbol	Parameter	Test Conditions	Min	Typ	Max	Unit
$R_{th.J - C}$	FET Junction to Case	-	-	0.025	0.028	°C/W
$R_{th.J - F}$	FET Junction to Fluid	$R_{th}$, Junction to Fluid, 10 L/min, 65°, 50/50 EGW, Ref.Heatsink	-	0.11	-	°C/W

這些參數(shù)為工程師在設(shè)計電路和熱管理系統(tǒng)時提供了重要依據(jù)，幫助他們優(yōu)化系統(tǒng)性能。

典型特性曲線

文檔中還給出了一系列典型特性曲線，如輸出特性、歸一化導(dǎo)通電阻與漏極電流關(guān)系、歸一化導(dǎo)通電阻與溫度關(guān)系、轉(zhuǎn)移特性、第三象限特性、柵極閾值電壓與溫度關(guān)系、典型電容與漏源電壓關(guān)系、開關(guān)能量與溫度關(guān)系、反向恢復(fù)能量與漏極電流關(guān)系、開關(guān)能量與外部柵極電阻關(guān)系、定時特性與漏極電流關(guān)系、典型熱阻抗、MOSFET 擊穿電壓與 $T_{VJ}$ 關(guān)系、MOSFET RBSOA 等。這些曲線直觀地展示了模塊在不同工作條件下的性能變化，工程師可以根據(jù)這些曲線進(jìn)一步了解模塊的特性，進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。

機(jī)械尺寸與封裝信息

機(jī)械尺寸圖

![MECHANICAL CASE OUTLINE PACKAGE DIMENSIONS](https://p3-flow-imagex-sign.byteimg.com/ocean-cloud-tos/pdf/cddbb00a04c9a5635e35ebfde2b0e0ee_10_1200.jpg~tplv-a9rns2rl98-resize-crop:85:122:223:205:138:83.jpeg?rk3s=1567c5c4&x-expires=1795743671&

聲明：本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用，如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題，請聯(lián)系本站處理。舉報投訴