FSB50450S Motion SPM? 5系列模塊：小功率交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的理想之選

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，為交流感應(yīng)、無(wú)刷直流電機(jī)和PMSM電機(jī)選擇合適的逆變器模塊是一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。今天，我們就來(lái)深入了解一下FSB50450S Motion SPM? 5系列模塊，看看它能為我們的設(shè)計(jì)帶來(lái)哪些優(yōu)勢(shì)。

文件下載：FSB50450SCN-D.pdf

一、基本信息與公司背景

飛兆半導(dǎo)體的FSB50450S Motion SPM? 5系列模塊，如今已成為安森美半導(dǎo)體（ON Semiconductor）的一部分。由于系統(tǒng)集成的原因，部分飛兆可訂購(gòu)的零件編號(hào)需要更改，例如將原編號(hào)中的下劃線（_）改為破折號(hào)（-），大家可通過(guò)安森美半導(dǎo)體官網(wǎng)（www.onsemi.com）核實(shí)更新后的器件編號(hào)。

二、模塊特性亮點(diǎn)

1. 認(rèn)證與基本參數(shù)

該模塊通過(guò)了UL第E209204號(hào)認(rèn)證（UL1557），采用500 V、(R_{DS(on)}=2.4 Omega)（最大值）的FRFET MOSFET三相逆變器，還帶有柵極驅(qū)動(dòng)器。其低端MOSFET的三個(gè)獨(dú)立開(kāi)源引腳可用于三相電流感測(cè)，高電平有效接口適用于3.3 / 5 V邏輯電平，采用施密特觸發(fā)脈沖輸入。

2. 電磁干擾優(yōu)化

針對(duì)低電磁干擾進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，這對(duì)于對(duì)電磁環(huán)境要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景非常重要。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電磁干擾可能會(huì)影響其他電子設(shè)備的正常運(yùn)行，而該模塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)能有效減少這種影響。

3. 驅(qū)動(dòng)與保護(hù)功能

內(nèi)置用于柵極驅(qū)動(dòng)和欠壓保護(hù)的HVIC，只需一個(gè)單電源電壓，就能將邏輯電平柵極輸入轉(zhuǎn)化為適合驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)部MOSFET的高電壓、高電流驅(qū)動(dòng)信號(hào)。同時(shí)，其絕緣等級(jí)達(dá)到(1500 V_{rms}) 分鐘，濕度敏感等級(jí)（MSL）為3，并且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

三、應(yīng)用場(chǎng)景

FSB50450S主要應(yīng)用于小功率交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的三相逆變器驅(qū)動(dòng)。在這類(lèi)應(yīng)用中，該模塊能為電機(jī)提供全面的高性能逆變器輸出平臺(tái)，綜合優(yōu)化了內(nèi)置MOSFET（FRFET? 技術(shù)）的柵極驅(qū)動(dòng)，可最小化電磁干擾和能量損耗。

四、封裝與定購(gòu)信息

五、電氣參數(shù)分析

1. 絕對(duì)最大額定值

• 逆變器部分：?jiǎn)蝹€(gè)MOSFET的漏極 - 源極電壓（(V{DSS})）額定值為500 V；在(T{C} = 25°C)時(shí)，單個(gè)MOSFET的漏極持續(xù)電流（(I{D 25})）為1.5 A，(T{C} = 80°C)時(shí)為1.1 A；漏極峰值電流（(I{DP})）在(T{C} = 25°C)、(PW < 100 μs)條件下為3.0 A；最大功耗（(P{D})）在(T{C} = 25°C)、單個(gè)MOSFET時(shí)為10 W。
• 控制部分：控制電源電壓（(V{CC})）施加在(V{CC})和COM之間，額定值為20 V；高端偏壓（(V{BS})）施加在(V{B})和(V{S})之間，額定值為20 V；輸入信號(hào)電壓（(V{IN})）施加在IN和COM之間，范圍為 - 0.3 ~ (V_{CC} + 0.3) V。

  2. 熱阻

  結(jié)點(diǎn) - 殼體的熱阻（(R_{θJC})）在逆變器工作條件下的單個(gè)MOSFET為8.9 °C/W。

  3. 整個(gè)系統(tǒng)參數(shù)

  工作結(jié)溫（(T{J})）范圍為 - 20 ~ 150 °C，存儲(chǔ)溫度（(T{STG})）范圍為 - 50 ~ 150 °C，絕緣電壓（(V{ISO})）在60 Hz、正弦波形、1分鐘、連接陶瓷基板到引腳的條件下為1500 (V{rms})。

六、引腳描述

該模塊共有23個(gè)引腳，每個(gè)引腳都有其特定的功能，例如COM為IC公共電源接地，(V_{B(U)})為U相高端MOSFET驅(qū)動(dòng)的偏壓等。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，正確連接這些引腳對(duì)于模塊的正常工作至關(guān)重要。

七、電氣特性

1. 逆變器部分

在(T{J}=25^{circ} C)、(V{CC}=V{BS}=15 ~V)條件下，漏極 - 源極擊穿電壓（(BV{DSS})）最小值為500 V；零柵極電壓漏極電流（(I{DSS})）最大值為250 μA；漏極至源極靜態(tài)導(dǎo)通電阻（(R{DS(on)})）典型值為1.9 Ω，最大值為2.4 Ω等。

2. 控制部分

(V{CC})靜態(tài)電流（(I{QCC})）最大值為160 μA，(V{BS})靜態(tài)電流（(I{QBS})）最大值為100 μA等。同時(shí)，該部分還具有欠壓保護(hù)功能，如低端欠壓保護(hù)（(UV_{CCD})）檢測(cè)電平在7.4 - 9.4 V之間，復(fù)位電平在8.0 - 9.8 V之間。

八、推薦工作條件

電源電壓（(V{PN})）施加在P和N之間，典型值為300 V，最大值為400 V；控制電源電壓（(V{CC})）施加在(V{CC})和COM之間，范圍為13.5 - 16.5 V；高端偏壓（(V{BS})）施加在(V{B})和(V{S})之間，范圍同樣為13.5 - 16.5 V等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，嚴(yán)格遵循這些推薦工作條件，能確保模塊的性能和穩(wěn)定性。

九、應(yīng)用電路注意事項(xiàng)

在應(yīng)用電路設(shè)計(jì)中，要注意引腳位置，Motion SPM產(chǎn)品和MCU的每個(gè)輸入端的RC耦合能有效防止由浪涌噪聲產(chǎn)生的錯(cuò)誤輸入信號(hào)；(R_{3})的壓降會(huì)影響低端的開(kāi)關(guān)性能和自舉特性，穩(wěn)態(tài)情況下其壓降應(yīng)小于1 V；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；所有的濾波電容器應(yīng)緊密連接到Motion SPM 5產(chǎn)品，且具有良好的阻擋高頻紋波電流的特性。

綜上所述，F(xiàn)SB50450S Motion SPM? 5系列模塊憑借其豐富的特性和良好的電氣性能，為小功率交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)可靠的解決方案。電子工程師們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)具體需求合理運(yùn)用該模塊，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)什么問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。