APM16系列H桥模块：用于LLC和移相DC - DC转换器的理想之选

在电动汽车（EV）和插电式混合动力汽车（PHEV）的车载充电器（OBC）设计中，高效、可靠的DC - DC转换器是关键组件。ON Semiconductor的FAM65HR51XS1和FAM65HR51XS2这两款APM16系列H桥功率模块，为设计人员提供了出色的解决方案。下面我们就来详细了解一下这两款模块。

文件下载：FAM65HR51XS1.pdf

产品特性

封装与隔离设计

这两款模块采用SIP或DIP封装，专为EV或PHEV的OBC设计。其具备5 kV/1 sec的电气隔离基板，不仅符合IEC60664 - 1和IEC 60950 - 1标准的爬电距离和电气间隙要求，还方便组装。紧凑的设计降低了模块的总电阻，并且支持模块序列化，可实现全程追溯。

环保与资质认证

模块采用无铅工艺，符合RoHS和UL94V - 0标准，并且通过了AEC Q101和AQG324汽车级认证，确保了在汽车环境中的可靠性和安全性。

应用场景

主要应用于EV或PHEV的车载充电器DC - DC转换器。使用该模块能够设计出小型、高效且可靠的系统，有助于降低车辆的燃油消耗和二氧化碳排放。同时，它简化了组装过程，优化了布局，提高了集成度和热性能。

订购信息

产品型号	封装	引脚成型	内置缓冲电容	DBC材料	无铅及RoHS合规	工作温度范围	包装方式
FAM65HR51XS1	APM16 - CAA	Y - 形	是	ALN	是	- 40 °C ~ 125 °C	管装
FAM65HR51XS2	APM16 - CAB	L - 形	是	ALN	是	- 40 °C ~ 125 °C	管装

引脚配置与描述

引脚编号	引脚名称	引脚描述
1, 2	AC1	H桥的第1相支路
3	Q1 Sense	Q1的源极检测
4	Q1 Gate	Q1的栅极端子
5, 6	B +	电池正极端子
7, 8	B -	电池负极端子
9	Q2 Sense	Q2的源极检测
10	Q2 Gate	Q2的栅极端子
11	Q4 Sense	Q4的源极检测
12	Q4 Gate	Q4的栅极端子
13	Q3 Sense	Q3的源极检测
14	Q3 Gate	Q3的栅极端子
15, 16	AC2	H桥的第2相支路

内部等效电路与参数

绝对最大额定值

在 (T_{J}=25^{circ}C) 时，该模块的一些关键绝对最大额定值如下：	符号	参数	最大值	单位
(V_{DS}(Q1~Q4))	漏源电压	650	V
(V_{GS}(Q1~Q4))	栅源电压	± 20	V
(I_{D}(Q1~Q4))	连续漏极电流（(T{C}=25^{circ}C)，(V{GS}=10V)）	64	A
(I_{D}(Q1~Q4))	连续漏极电流（(T{C}=100^{circ}C)，(V{GS}=10V)）	40	A
(E_{AS}(Q1~Q4))	单脉冲雪崩能量	623（(T{J}=25^{circ}C)，(L = 29.5mH)，(I{AS}=6.5A)，(V{DD}=145V)） 21（(L = 1mH)，(I{AS}=6.5A)）	mJ
(I_{AS})	雪崩电流	6.5	A
(P_{D})	功率耗散	463	W
(T_{J})	最大结温	- 55 至 + 150	°C
(T_{C})	最大壳温	- 40 至 + 125	°C
(T_{STG})	存储温度	- 40 至 + 125	°C

电气特性

在 (T_{J}=25^{circ}C) 时，模块的电气特性包括：

• 击穿电压：(BVDSS) 为MOSFET在关断状态下能承受的最大漏源电压。
• 阈值电压：(VGS(th)) 是触发特定 (I_{D}) 电流时的栅源电压。
• 导通电阻：(RDS(ON)) 是MOSFET导通时源漏之间的总电阻。
• 跨导：(gFS) 描述了MOSFET的增益，即漏极电流随栅源偏置电压的变化。
• 泄漏电流：(IGSS) 是栅源之间的泄漏电流，(IDSS) 是漏源之间的泄漏电流。

动态特性

包括输入电容 (Ciss)、输出电容 (Coss)、有效输出电容、栅极电阻 (Rg)、总栅极电荷 (Qg(tot)) 等参数。

开关特性

如开通延迟时间、上升时间、关断时间、关断延迟时间和下降时间等，这些参数对于评估模块的开关性能至关重要。

体二极管特性

体二极管的正向电压 (VSD) 和反向恢复电荷 (Qm) 等参数也会影响模块的性能。

热阻与隔离特性

热阻

参数	最小值	典型值	最大值	单位
(R_{θJC})（每个芯片）	-	0.19	0.27	°C/W
(R_{θJS})（每个芯片）	-	0.75	-	°C/W

隔离特性

在 (V_{AC}=5kV)，50Hz 测试条件下，测量模块底板到控制引脚或电源端子的隔离电阻。

典型特性曲线

文档中还提供了一系列典型特性曲线，如归一化功率耗散与壳温的关系、最大连续 (I_{D}) 与壳温的关系、转移特性、正向二极管特性等。这些曲线有助于工程师更好地了解模块在不同条件下的性能。

机械尺寸

APM16系列模块有APMCA - A16和APMCA - B16两种封装，文档详细给出了它们的机械尺寸和公差要求。

在实际设计中，工程师们需要根据具体的应用需求，综合考虑模块的各项特性和参数。例如，在高温环境下使用时，要关注模块的热阻和温度特性；在开关频率较高的应用中，开关特性和动态特性就显得尤为重要。大家在设计过程中是否遇到过类似模块选型的难题呢？可以在评论区分享一下。

总之，ON Semiconductor的FAM65HR51XS1和FAM65HR51XS2模块为EV和PHEV的OBC设计提供了高性能、可靠的解决方案，值得电子工程师们在相关项目中考虑使用。