FSB50825AS Motion SPM? 5 系列模塊：高性能逆變器的理想選擇

在電子工程領(lǐng)域，逆變器模塊的性能對(duì)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)等應(yīng)用至關(guān)重要。今天，我們就來深入了解一下 FSB50825AS Motion SPM? 5 系列模塊，看看它有哪些獨(dú)特的特性和優(yōu)勢。

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一、模塊概述

FSB50825AS 是一款先進(jìn)的 Motion SPM? 5 模塊，專為交流感應(yīng)、無刷直流電機(jī)和 PMSM 電機(jī)提供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)具備多重模組保護(hù)特性，集成了欠壓閉鎖和熱量監(jiān)測功能。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)。此外，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。

二、特性亮點(diǎn)

2.1 認(rèn)證與基本參數(shù)

該模塊通過 UL 第 E209204 號(hào)認(rèn)證 (UL1557)，采用 500V (R_{DS(on)}=0.45 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，內(nèi)置自舉二極管，簡化了印刷電路板布局。

2.2 電流感測與接口特性

低端 MOSFET 的三個(gè)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，針對(duì)低電磁干擾進(jìn)行了優(yōu)化。

2.3 溫度感測與保護(hù)

內(nèi)置于 HVIC 的溫度感測功能，以及用于柵極驅(qū)動(dòng)和欠壓保護(hù)的 HVIC，絕緣等級(jí)達(dá)到 (1500 V_{rms}) 分鐘，濕度敏感等級(jí) (MSL) 3，符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)。

三、絕對(duì)最大額定值

3.1 逆變器部分

對(duì)于單個(gè) MOSFET，漏極 - 源極電壓 (V{DSS}) 額定值為 250V，不同溫度下的漏極持續(xù)電流有所不同，如 (T{C} = 25°C) 時(shí)為 3.6A，(T{C} = 80°C) 時(shí)為 2.7A。漏極峰值電流 (I{DP}) 在 (T{C} = 25°C) 且脈沖寬度小于 100 μs 時(shí)為 9.0A，漏極電流有效值 (I{DRMS}) 在 (T{C} = 80°C) 且 (F{PWM} < 20 kHz) 時(shí)為 1.9A rms，最大功耗 (P{D}) 在 (T{C} = 25°C) 時(shí)為 14.2W。

3.2 控制部分

單個(gè) HVIC 的控制電源電壓 (V{CC}) 施加在 (V{CC}) 和 COM 之間，額定值為 20V；高端偏壓 (V{BS}) 施加在 (V{B}) 和 (V{S}) 之間，額定值為 20V；輸入信號(hào)電壓 (V{IN}) 施加在 (V{IN}) 和 COM 之間，范圍為 -0.3 ~ (V{CC} + 0.3) V。

3.3 自舉二極管部分

單個(gè)自舉二極管的最大重復(fù)反向電壓 (V{RRMB}) 為 250V，正向電流 (I{FB}) 在 (T{C} = 25°C) 時(shí)為 0.5A，正向電流（峰值）(I{FPB}) 在 (T_{C} = 25°C) 且脈沖寬度小于 1ms 時(shí)為 1.5A。

3.4 熱阻與系統(tǒng)參數(shù)

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 8.8 °C/W。整個(gè)系統(tǒng)的工作結(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}) 在 60 Hz、正弦波形、1 分鐘且連接陶瓷基板到引腳時(shí)為 1500 V rms。

四、引腳描述

該模塊共有 23 個(gè)引腳，不同引腳具有不同的功能。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；(V{CC(U)}) 為 U 相 IC 和低端 MOSFET 驅(qū)動(dòng)的偏壓等。需要注意的是，每個(gè)低端 MOSFET 的源極端子與 Motion SPM? 5 中的電源接地或偏壓接地不連接，外部連接應(yīng)當(dāng)按照特定要求進(jìn)行。

五、電氣特性

5.1 逆變器部分

在 (T{J}=25^{circ} C)、(V{C C}=V{B S}=15 ~V) 的條件下，漏極 - 源極擊穿電壓 (B{VDSS}) 最小值為 250V，零柵極電壓漏極電流 (I{DSS}) 在 (V{IN} = 0 V)、(V{DS} = 250 V) 時(shí)為 1 mA，漏極至源極靜態(tài)導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)}) 在特定條件下典型值為 0.33Ω，最大值為 0.45Ω 等。

5.2 控制部分

(V{CC}) 靜態(tài)電流 (I{QCC}) 在 (V{CC} = 15 V)、(V{IN} = 0 V) 且施加在 (V{CC}) 和 COM 之間時(shí)為 200 μA；(V{BS}) 靜態(tài)電流 (I{QBS}) 在 (V{BS} = 15 V)、(V{IN} = 0 V) 且施加在 (V{B(U)} - U)、(V{B(V)} - V)、(V{B(W)} - W) 時(shí)為 100 μA 等。

5.3 自舉二極管部分

正向電壓 (V{FB}) 在 (I{F} = 0.1 A)、(T{C} = 25°C) 時(shí)典型值為 2.5V，反向恢復(fù)時(shí)間 (t{rrB}) 在 (I{F} = 0.1 A)、(T{C} = 25°C) 時(shí)典型值為 80 ns。

六、推薦工作條件

電源電壓 (V{PN}) 施加在 P 和 N 之間，典型值為 150V，最大值為 200V；控制電源電壓 (V{CC}) 施加在 (V{CC}) 和 COM 之間，范圍為 13.5 - 16.5V；高端偏壓 (V{BS}) 施加在 (V{B}) 和 (V{S}) 之間，范圍同樣為 13.5 - 16.5V 等。同時(shí)，還對(duì)輸入導(dǎo)通閾值電壓、輸入關(guān)斷閾值電壓、防止橋臂直通的死區(qū)時(shí)間以及 PWM 開關(guān)頻率等參數(shù)給出了推薦值。

七、應(yīng)用與注意事項(xiàng)

7.1 應(yīng)用領(lǐng)域

該模塊主要應(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)。

7.2 注意事項(xiàng)

在使用過程中，有諸多需要注意的地方。例如，自舉電路的參數(shù)取決于 PWM 算法；Motion SPM 5 產(chǎn)品和 MCU 每個(gè)輸入端的 RC 耦合可防止由浪涌噪聲產(chǎn)生的錯(cuò)誤信號(hào)；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，旁路電容應(yīng)具有良好的高頻特性，以吸收高頻紋波電流等。

總之，F(xiàn)SB50825AS Motion SPM? 5 系列模塊憑借其豐富的特性和良好的性能，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。電子工程師們在設(shè)計(jì)相關(guān)電路時(shí)，可以充分考慮該模塊的優(yōu)勢，以實(shí)現(xiàn)更高效、穩(wěn)定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。大家在實(shí)際應(yīng)用中有沒有遇到過類似模塊的使用問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。