FSB50825US Motion SPM® 5 系列模块技术解析

飞兆半导体的 FSB50825US Motion SPM® 5 系列模块是一款为交流感应、无刷直流电机和 PMSM 电机提供高性能逆变器输出平台的先进产品。随着飞兆半导体被 ON 半导体整合，部分产品编号规则有所变化，大家在使用时需留意。下面我们来详细了解这款模块。

文件下载：FSB50825USCN-D.pdf

产品特性

电气与认证特性

• 认证与参数：通过 UL 第 E209204 号认证 (UL1557)，具备 250V 的耐压能力，单个 MOSFET 的 (R_{DS(on)}) 最大值为 0.45Ω，可用于三相逆变器，带有栅极驱动器和保护功能。
• 接口特性：高电平有效接口，适用于 3.3 / 5 V 逻辑电平，采用施密特触发脉冲输入，能有效增强抗干扰能力。

  性能优化

• 电磁干扰优化：针对低电磁干扰进行了优化设计，这对于对电磁环境要求较高的应用场景非常重要。
• HVIC 应用：采用用于栅极驱动和欠压保护的 HVIC，且只需要一个单电源电压，就能将逻辑电平栅极输入转化为适合驱动模块内部 MOSFET 的高电压、高电流驱动信号。

  其他特性

• 绝缘与湿度等级：绝缘等级达到 (1500V_{rms}) / 分钟，湿度敏感等级 (MSL) 为 3，保证了产品在不同环境下的稳定性。
• 环保标准：符合 RoHS 标准，满足环保要求。

应用场景

该模块主要应用于小功率交流电机驱动器的三相逆变器驱动，为电机的高效运行提供了可靠的解决方案。

产品参数

绝对最大额定值

• 逆变器部分：单个 MOSFET 的漏极 - 源极电压 (V{DSS}) 最大为 250V，不同温度下的漏极持续电流有所不同，如 (T{C}=25°C) 时为 3.6A，(T{C}=80°C) 时为 2.7A，漏极峰值电流 (I{DP}) 在 (T{C}=25°C) 且 (PW < 100 μs) 时为 9.0A，最大功耗 (P{D}) 在 (T_{C}=25°C) 时为 14W。
• 控制部分：控制电源电压 (V{CC}) 和高端偏压 (V{BS}) 最大均为 20V，输入信号电压 (V{IN}) 范围为 -0.3 ~ (V{CC}) + 0.3V。
• 热阻与系统参数：结点 — 壳体的热阻 (R{θJC}) 为 8.8°C/W，工作结温 (T{J}) 范围是 -40 ~ 150°C，存储温度 (T{STG}) 范围是 -50 ~ 150°C，绝缘电压 (V{ISO}) 为 1500Vrms。

电气特性

• 逆变器部分：漏极 — 源极击穿电压 (BV{DSS}) 为 250V，击穿电压温度系数 (Delta BV{DSS} / Delta T{J}) 典型值为 0.31V，零栅极电压漏极电流 (I{DSS}) 最大为 250μA，漏极至源极静态导通电阻 (R{DS(on)}) 最大为 0.45Ω，漏极 — 源极二极管正向电压 (V{SD}) 最大为 1.20V，开关时间 (t{ON}) 典型值为 1050ns，(t{OFF}) 典型值为 450ns，反向恢复时间 (t{rr}) 为 140ns，开通能量 (E{ON}) 为 100μJ，关断能量 (E_{OFF}) 为 5μJ。
• 控制部分：(V{CC}) 静态电流 (I{QCC}) 最大为 160μA，(V{BS}) 静态电流 (I{QBS}) 最大为 100μA，低端和高端欠压保护检测电平 (UV{CCD}) 和 (UV{BSD}) 范围为 7.4 ~ 9.4V，复位电平 (UV{CCR}) 和 (UV{BSR}) 范围为 8.0 ~ 9.8V，导通阈值电压 (V{IH}) 为 3.0V，关断阈值电压 (V{IL}) 最大为 0.8V，输入偏置电流 (I{IH}) 范围为 10 ~ 20μA，(I{IL}) 最大为 2μA。

推荐工作条件

电源电压 (V{PN}) 范围为 150 ~ 200V，控制电源电压 (V{CC}) 和高端偏压 (V{BS}) 范围均为 13.5 ~ 16.5V，输入导通阈值电压 (V{IN(ON)}) 为 3.0V 到 (V{CC})，输入关断阈值电压 (V{IN(OFF)}) 最大为 0.6V，防止桥臂直通的死区时间 (t{dead}) 最小为 1.0μs，PWM 开关频率 (f{PWM}) 典型值为 15kHz。

引脚描述

该模块共有 23 个引脚，每个引脚都有其特定的功能，如 COM 为 IC 公共电源接地，(V_{B(U)}) 为 U 相高端 MOSFET 驱动的偏压等。在实际设计中，需要根据这些引脚的功能进行合理的连接和布局。

设计注意事项

电路设计

• 防止错误信号：Motion SPM 产品和 MCU 的每个输入端的 RC 耦合（如 (R{5}) 和 (C{5})、(R{4}) 和 (C{6})）和 (C_{4})，能有效防止由浪涌噪声产生的错误输入信号。
• 减少寄生电感：印刷电路板图形中的粗线应尽量短且粗，以减少电路中的寄生电感，从而降低浪涌电压。旁路电容 (C{1})、(C{2}) 和 (C_{3}) 应具有良好的高频特性，以吸收高频纹波电流。

  温度测量

  将热电耦贴在 SPM 5 封装（如果应用到，放在 SPM 5 封装和散热片中间）的散热片的顶部，以获得正确的温度测量数值。

在使用 FSB50825US Motion SPM® 5 系列模块进行设计时，电子工程师们需要综合考虑以上各项参数和注意事项，以确保产品的性能和稳定性。大家在实际应用中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。