FSB70550 Motion SPM? 7系列模塊：小功率交流電機(jī)驅(qū)動的理想之選
FSB70550 Motion SPM? 7系列模塊：小功率交流電機(jī)驅(qū)動的理想之選
在電子工程師的日常工作中，為小功率交流電機(jī)驅(qū)動器選擇合適的三相逆變器驅(qū)動模塊至關(guān)重要。今天，我們就來深入剖析FSB70550 Motion SPM? 7系列模塊，看看它有哪些獨(dú)特之處。
文件下載：FSB70550CN-D.pdf
一、模塊概述
FSB70550是一款先進(jìn)的SPM? 7模塊，專為交流感應(yīng)、BLDC和PMSM電機(jī)提供功能齊全的高性能逆變輸出級。它綜合優(yōu)化了內(nèi)置MOSFETs（FRFET?技術(shù)）的柵極驅(qū)動，能有效最小化電磁干擾和能量損耗。同時，該模塊還具備多重模組保護(hù)特性，集成了欠壓閉鎖、熱量監(jiān)測、故障報告和互鎖功能。內(nèi)置的HVIC可將邏輯電平柵極輸入轉(zhuǎn)化為適合驅(qū)動模塊內(nèi)部MOSFET的高電壓、高電流驅(qū)動信號。獨(dú)立的開源MOSFET端子在每個相位均有效，可支持大量不同種類的控制算法。
二、特性亮點(diǎn)
1. 認(rèn)證與封裝
- 通過UL第E209204號認(rèn)證（UL1557），這為產(chǎn)品的安全性和可靠性提供了有力保障。
- 采用高性能PQFN封裝，內(nèi)置500V (R_{DS(on)}=1.85 Omega)（最大值）FRFET MOSFET三相逆變器，帶有柵極驅(qū)動器和保護(hù)功能。
2. 電流感測與接口
- 低端MOSFET的三個獨(dú)立開源引腳用于三相電流感測，高電平有效接口可用于3.3 / 5 V邏輯電平，施密特觸發(fā)脈沖輸入，方便與各種控制系統(tǒng)進(jìn)行連接。
3. 電磁干擾優(yōu)化
針對低電磁干擾進(jìn)行了優(yōu)化，這在實(shí)際應(yīng)用中能有效減少對其他電子設(shè)備的干擾，提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4. 溫度監(jiān)測與保護(hù)
- HVIC內(nèi)嵌溫度感測功能，可用于監(jiān)控溫度。
- 柵極驅(qū)動HVIC具有欠壓保護(hù)和互鎖功能，能有效保護(hù)模塊免受異常情況的損害。
5. 絕緣與濕度等級
6. 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)
符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)了產(chǎn)品的環(huán)保特性。
三、絕對最大額定值
1. 逆變器部分
| 符號 | 參數(shù) | 工作條件 | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| VDSS | 單個MOSFET的漏極—源極電壓 | - | 500 | V |
| *ID 25 | 單個MOSFET的漏極持續(xù)電流 | TCB = 25°C（注1） | 5.3 | A |
| *ID 80 | 單個MOSFET的漏極持續(xù)電流 | TCB = 80°C | 3.9 | A |
| *IDP | 單個MOSFET的漏極峰值電流 | TCB = 25°C，PW < 100 μs | 10.6 | A |
| *PD | 最大功耗 | TCB = 25°C，單個MOSFET | 110 | W |
注： (T_{C B}) 是殼體底部的墊片溫度；標(biāo)記為“ * ” 的為計算值或設(shè)計因素。
2. 控制部分
| 符號 | 參數(shù) | 工作條件 | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| VDD | 控制電源電壓 | 施加在VDD和COM之間 | 20 | V |
| VBS | 高端偏壓 | 施加在VB和VS之間 | 20 | V |
| VIN | 輸入信號電壓 | 施加在IN和COM之間 | -0.3 ~ VDD + 0.3 | V |
| VFO | 故障輸出電源電壓 | 施加在FO和COM之間 | -0.3 ~ VDD + 0.3 | V |
| IFO | 故障輸出電流 | 灌電流FO引腳 | 5 | mA |
| VCSC | 電流感測輸入電壓 | 施加在Csc和COM之間 | -0.3 ~ VDD + 0.3 | V |
3. 整個系統(tǒng)
| 符號 | 參數(shù) | 工作條件 | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| TJ | 工作結(jié)溫 | -40 ~ 150 | °C | |
| TSTG | 存儲溫度 | -40 ~ 125 | °C | |
| VISO | 絕緣電壓 | 60 Hz，正弦波形，1分鐘，連接陶瓷基板到引腳 | 1500 | Vrms |
四、引腳描述
| 引腳號 | 引腳名 | 引腳描述 |
|---|---|---|
| 1 | /FO | 故障輸出 |
| 2 | V TS | 以電壓形式輸出的HVIC溫度 |
| 3 | Cfod | 用于故障輸出持續(xù)時間的電容 |
| 4 | Csc | 短路電流感測輸入電容（低通濾波器） |
| 5 | V DD | 驅(qū)動IC和MOSFET的電源偏置電壓 |
| 6 | IN_UH | 高端U相的信號輸入 |
| 7 | IN_VH | 高端V相的信號輸入 |
| 8 (8a) | COM | 公共電源接地 |
| 9 | IN_WH | 高端W相的信號輸入 |
| 10 | IN_UL | 低端U相的信號輸入 |
| 11 | IN_VL | 低端V相的信號輸入 |
| 12 | IN_WL | 低端W相的信號輸入 |
| 13 | Nu | U相的直流輸入負(fù)端 |
| 14 | U | U相輸出 |
| 15 | Nv | V相的直流輸入負(fù)端 |
| 16 | V | V相輸出 |
| 17 | W | W相輸出 |
| 18 | Nw | W相的直流輸入負(fù)端 |
| 19 | V S(W) | W相MOSFET驅(qū)動的高端偏壓接地 |
| 20 | P W | W相的直流輸入正端 |
| 21 | P V | V相的直流輸入正端 |
| 22 | P U | U相的直流輸入正端 |
| 23 (23a) | V S(V) | V相MOSFET驅(qū)動的高端偏壓接地 |
| 24 (24a) | V S(U) | U相MOSFET驅(qū)動的高端偏壓接地 |
| 25 | V B(U) | U相MOSFET驅(qū)動的高端偏壓 |
| 26 | V B(V) | V相MOSFET驅(qū)動的高端偏壓 |
| 27 | V B(W) | W相MOSFET驅(qū)動的高端偏壓 |
注：每個低端MOSFET的源極端子與Motion SPM? 7中的電源接地或偏壓接地不連接，外部連接應(yīng)當(dāng)如圖2所示；后綴為 -a的墊片連接到相同數(shù)字的引腳，例如：8和8a在內(nèi)部連接在一起。
五、電氣特性
1. 逆變器部分
| 符號 | 參數(shù) | 工作條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| BV DSS | 漏極 - 源極擊穿電壓 | V IN = 0 V，I D = 1 mA（注1） | 500 | - | - | V |
| I DSS | 零柵極電壓漏極電流 | V IN = 0 V，V DS = 500 V | - | - | 1 | mA |
| R DS(on) | 漏極至源極靜態(tài)導(dǎo)通電阻 | V DD = V BS = 15 V，V IN = 5 V，I D = 1.0 A | - | 1.6 | 1.85 | Ω |
| V SD | 漏極 - 源極二極管正向電壓 | V DD = V BS = 15V，V IN = 0 V，I D = -1.0 A | - | 0.9 | 1.2 | V |
| t ON | 開關(guān)時間 | V PN = 300 V ，V DD = V BS = 15 V ，I D = 1.0 A V IN = 0 V ? 5 V ，電感負(fù)載L = 3 mH 低端MOSFET開關(guān)（注2） | - | 600 | - | ns |
| t D(ON) | - | 540 | - | ns | ||
| t OFF | - | 480 | - | ns | ||
| t D(OFF) | - | 410 | - | ns | ||
| I rr | - | 1.4 | - | A | ||
| t rr | - | 90 | - | ns | ||
| E ON | - | 45 | - | μ J | ||
| E OFF | - | 7 | - | μ J |
注： (BV DSS) 是Motion (SPM) 產(chǎn)品中的單個MOSFET的漏極和源極端子之間的絕對最大額定電壓?？紤]到寄生電感， (VFN) 應(yīng)遠(yuǎn)低于該值，因此 (VPN) 在任何情況下不得超過 (BVDSS)；t (row) 和t (OFF) 包括內(nèi)部驅(qū)動IC的傳輸延遲，所列出的數(shù)值是在實(shí)驗(yàn)室測試條件下測得，在實(shí)際應(yīng)用中因?yàn)橛∷㈦娐钒搴筒季€的差異，數(shù)值也會有所不同。
2. 控制部分
| 符號 | 參數(shù) | 工作條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I QDD | V DD靜態(tài)電流 | V DD =15V，V IN =0V | V DD - COM | - | 1.7 | 3.0 | mA |
| I QBS | V BS靜態(tài)電流 | V BS =15V，V IN =0V | V B(X) -V S(X) ，V B(V) -V S(V) ， V B(W) -V S(W) | - | 45 | 70 | μ A |
| I PDD | V DD工作電流 | V DD =15V ，F(xiàn) PWM =20kHz ， 占空比 =50% ，PWM信號低端輸入 | V DD - COM | - | 1.9 | 3.2 | mA |
| I PBS | V BS工作電流 | V BS =15V ，F(xiàn) PWM =20kHz ， 占空比 =50% ，PWM信號高端輸入 | V B(U) -V S(U) ，V B(V) -V S(V) ， V B(W) -V S(W) | - | 300 | 400 | μ A |
| UV DDD | 低端欠壓保護(hù)（圖6） | V DD欠壓保護(hù)檢測電平 | 7.4 | 8.0 | 9.4 | V | |
| UV DDR | V DD欠壓保護(hù)復(fù)位電平 | 8.0 | 8.9 | 9.8 | V | ||
| UV BSD | 高端欠壓保護(hù)（圖7） | V BS欠壓保護(hù)檢測電平 | 7.4 | 8.0 | 9.4 | V | |
| UV BSR | V BS欠壓保護(hù)復(fù)位電平 | 8.0 | 8.9 | 9.8 | V | ||
| V TS | HVIC溫度感測電壓輸出 | V DD =15 V，T HVIC =25°C（注3） | 580 | 675 | 770 | mV | |
| V IH | 導(dǎo)通閾值電壓 | 邏輯高電平 | IN - COM | - | - | 2.4 | V |
| V IL | 關(guān)斷閾值電壓 | 邏輯低電平 | 0.8 | - | - | V | |
| V SC(ref) | 短路電流保護(hù)觸發(fā)電平 | V DD =15 V | C SC - COM | 0.45 | 0.5 | 0.55 | V |
| t FOD | 故障輸出脈寬 | C FOD =33 nF（注4） | 1.0 | 1.4 | 1.8 | ms |
注： (VTS) 只能用作模塊的溫度感測，但不能自動關(guān)閉MOSFETs；故障輸出脈寬 (FOD) 取決于電容 (C{F O D}) 的值，可采用下面的近似公式進(jìn)行計算： (C{F O D}=24 ×10^{-6} ×t_{F O D}) 。
六、推薦工作條件
| 符號 | 參數(shù) | 工作條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| V PN | 電源電壓 | 施加在P和N之間 | - | 300 | 400 | V |
| V DD | 控制電源電壓 | 施加在V DD和COM之間 | 13.5 | 15.0 | 16.5 | V |
| V BS | 高端偏壓 | 施加在V B和V S之間 | 13.5 | 15.0 | 16.5 | V |
| dV DD /dt, dV BS /dt | 控制電源波動 | -1.0 | - | 1.0 | V/ μ s | |
| t dead | 防止橋臂直通的死區(qū)時間 | V DD = V BS = 13.5 ~ 16.5 V，T J ≤ 150°C | 500 | - | - | ns |
| f PWM | PWM開關(guān)頻率 | T J ≤ 150°C | - | 15 | - | kHz |
七、熱阻
| 符號 | 參數(shù) | 工作條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| R θJCB | 結(jié)點(diǎn) — 殼體底部的熱阻 | 單個MOSFET工作條件下（注1） | - | 0.9 | - | °C/W |
注： (RUCB) 是根據(jù)應(yīng)用電路板布局得出的模擬值（請參考用戶指導(dǎo)手冊SPM7系列）；自舉電路的參數(shù)取決于PWM算法，上述為開關(guān)頻率為15 kHz時的參數(shù)的典型例子；每個輸入端的RC耦合（ ((R5) 和 (C_{5} )) ），可用于防止由浪涌噪聲產(chǎn)生的錯誤輸入信號； (SPM) 的信號輸入與標(biāo)準(zhǔn)COMS或LSTTL的輸出兼容；印刷電路板圖形中的粗線應(yīng)盡量短且粗，以減少電路中的寄生電感，從而導(dǎo)致浪涌電壓的降低。
八、應(yīng)用建議
在實(shí)際應(yīng)用中，所有的濾波電容器應(yīng)緊密連接到Motion SPM 7產(chǎn)品，它們應(yīng)當(dāng)具有能夠很好的阻擋高頻紋波電流的特性。Motion SPM? 7產(chǎn)品和MCU的每個輸入端的RC耦合（ (( R{5}) 和 (C{5}) ， (R{2}) 和 (C6)) 和C1.C5 (C{7}) (C_{8}) ），能有效防止由浪涌噪聲產(chǎn)生的錯誤的輸入信號。為避免浪涌電壓和HVIC故障，接地線和輸出端子之間的接線應(yīng)短且粗。
FSB70550 Motion SPM? 7系列模塊憑借其豐富的特性和出色的性能，為小功率交流電機(jī)驅(qū)動器的設(shè)計提供了一個優(yōu)秀的解決方案。作為電子工程師，在實(shí)際設(shè)計中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理使用該模塊，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)交流分享。
發(fā)布評論請先 登錄
評論