FSB50250A/AT Motion SPM? 5 系列模塊：交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高性能解決方案

在電子工程師的日常工作中，為交流電機(jī)尋找高性能的逆變器解決方案是一項(xiàng)常見且重要的任務(wù)。FSB50250A/AT Motion SPM? 5 系列模塊就是這樣一款值得關(guān)注的產(chǎn)品，下面就為大家詳細(xì)介紹。

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產(chǎn)品概述

FSB50250A/AT 是先進(jìn)的 Motion SPM? 5 模塊，專為交流感應(yīng)、無(wú)刷直流電機(jī)和 PMSM 電機(jī)提供全面的高性能逆變器輸出平臺(tái)。它綜合優(yōu)化了內(nèi)置 MOSFETs（FRFET? 技術(shù)）的柵極驅(qū)動(dòng)，能有效最小化電磁干擾和能量損耗。同時(shí)，該模塊具備多重模組保護(hù)特性，集成了欠壓閉鎖和熱量監(jiān)測(cè)功能。內(nèi)置的高速 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)。而且，獨(dú)立的開源 MOSFET 端子在每個(gè)相位均有效，可支持大量不同種類的控制算法。

產(chǎn)品特性

認(rèn)證與性能

該系列模塊通過(guò) UL 第 E209204 號(hào)認(rèn)證（UL1557），采用 500V (R_{DS(on)}=3.8 Omega)（最大值）的 FRFET MOSFET 三相逆變器，帶有柵極驅(qū)動(dòng)器和保護(hù)功能。這意味著它在電氣性能和安全性上有可靠的保障，能滿足多種應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)

內(nèi)置自舉二極管，可簡(jiǎn)化印刷電路板布局，減少工程師在設(shè)計(jì)電路板時(shí)的復(fù)雜度，提高設(shè)計(jì)效率。

電流感測(cè)

低端 MOSFET 的三個(gè)獨(dú)立開源引腳用于三相電流感測(cè)，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，針對(duì)低電磁干擾進(jìn)行了優(yōu)化，能更精準(zhǔn)地進(jìn)行電流監(jiān)測(cè)和控制。

溫度感測(cè)與保護(hù)

內(nèi)置于 HVIC 的溫度感測(cè)功能，以及用于柵極驅(qū)動(dòng)和欠壓保護(hù)的 HVIC，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊溫度，確保在安全的溫度范圍內(nèi)工作，同時(shí)提供欠壓保護(hù)，增強(qiáng)了模塊的穩(wěn)定性和可靠性。

絕緣等級(jí)

絕緣等級(jí)達(dá)到 (1500 V_{rms}) 分鐘，符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求的同時(shí)，也保證了電氣隔離的安全性。

應(yīng)用領(lǐng)域

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)。在實(shí)際應(yīng)用中，它能為交流電機(jī)提供穩(wěn)定、高效的驅(qū)動(dòng)，提升電機(jī)的性能和可靠性。

封裝與定購(gòu)信息

工程師在選擇器件時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際需求參考這些信息進(jìn)行定購(gòu)。

電氣參數(shù)

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}) 為 500V，不同溫度下的漏極持續(xù)電流和峰值電流等參數(shù)也有明確規(guī)定，如 (T{C}=25°C) 時(shí)，單個(gè) MOSFET 的漏極持續(xù)電流 (I_{D25}) 為 1.2A。
• 控制部分：控制電源電壓 (V{CC}) 為 20V，高端偏壓 (V{BS}) 為 20V 等。
• 自舉二極管部分：最大重復(fù)反向電壓 (V_{RRMB}) 為 500V，正向電流等參數(shù)也有相應(yīng)規(guī)定。
• 熱阻：結(jié)點(diǎn) - 殼體的熱阻 (R_{θJC}) 為 9.3 °C/W。
• 整個(gè)系統(tǒng)：工作結(jié)溫 (T{J}) 范圍為 - 40 ~ 150 °C，存儲(chǔ)溫度 (T{STG}) 范圍為 - 40 ~ 125 °C，絕緣電壓 (V{ISO}) 為 1500 (V{rms})。

電氣特性

在 (T{J}=25^{circ} C)，(V{CC}=V{BS}=15 ~V) 的條件下，逆變器部分的漏極 - 源極擊穿電壓 (BV{DSS}) 為 500V，零柵極電壓漏極電流 (I{DSS}) 最大值為 1mA 等；控制部分的 (V{CC}) 靜態(tài)電流 (I{QCC}) 最大值為 200μA 等；自舉二極管部分的正向電壓 (V{FB}) 典型值為 2.5V 等。

推薦工作條件

電源電壓 (V{PN}) 典型值為 300V，控制電源電壓 (V{CC}) 范圍為 13.5 - 16.5V，高端偏壓 (V{BS}) 范圍為 13.5 - 16.5V，輸入導(dǎo)通閾值電壓 (V{IN(ON)}) 最小值為 3.0V 等。

這些參數(shù)為工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)提供了重要的參考依據(jù)，確保模塊能在合適的條件下穩(wěn)定工作。

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，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。工程師在進(jìn)行電路連接時(shí)，需要準(zhǔn)確了解每個(gè)引腳的功能，避免連接錯(cuò)誤。

應(yīng)用電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

自舉電路

自舉電路的參數(shù)取決于 PWM 算法，文檔中給出了開關(guān)頻率為 15 kHz 時(shí)的參數(shù)典型例子。同時(shí)，Motion SPM 5 產(chǎn)品和 MCU 的每個(gè)輸入端的 RC 耦合（(R{5}) 和 (C{5}) 以及 (C_{4})）可防止由浪涌噪聲產(chǎn)生的錯(cuò)誤信號(hào)。

印刷電路板布局

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，從而降低浪涌電壓。旁路電容 (C{1})、(C{2}) 和 (C_{3}) 應(yīng)具有良好的高頻特性，以吸收高頻紋波電流。

防止錯(cuò)誤信號(hào)

Motion SPM 產(chǎn)品和 MCU 的每個(gè)輸入端的 RC 耦合（(R{5}) 和 (C{5})、(R{4}) 和 (C{6}) 以及 (C_{4})）能有效防止由浪涌噪聲產(chǎn)生的錯(cuò)誤輸入信號(hào)。

電阻壓降影響

由于 (R{3}) 位于 COM 和低端 MOSFET 的源極端子之間，其壓降會(huì)影響低端的開關(guān)性能和自舉特性，穩(wěn)態(tài)情況下 (R{3}) 的壓降應(yīng)小于 1V。

接線要求

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。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師需要充分考慮這些注意事項(xiàng)，以確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。大家在使用 FSB50250A/AT Motion SPM? 5 系列模塊時(shí)，有沒有遇到過(guò)什么特別的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。