Motion SPM 5系列FSB50325A/AT/AS模块：高性能电机驱动的理想选择

在电子工程师的日常工作中，为电机选择合适的驱动模块是一项关键任务。今天，我们就来详细介绍一款优秀的电机驱动模块——ON Semiconductor的Motion SPM 5系列中的FSB50325A、FSB50325AT和FSB50325AS。

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产品概述

FSB50325A/AT/AS是先进的Motion SPM 5模块，为交流感应（AC Induction）、无刷直流（BLDC）和永磁同步（PMSM）电机提供了功能齐全、高性能的逆变器输出级。这些模块集成了优化的内置MOSFET（采用FRFET®技术）栅极驱动，可最大程度减少电磁干扰（EMI）和损耗，同时具备多种模块级保护功能，如欠压锁定和热监测。内置的高速高压集成电路（HVIC）仅需单电源电压，能将输入的逻辑电平栅极输入转换为驱动模块内部MOSFET所需的高压、大电流驱动信号。此外，每个相位都有独立的开源MOSFET端子，可支持各种控制算法。

产品特性

认证与基础参数

• UL认证：获得UL认证（编号E209204，UL1557），确保产品符合安全标准。
• MOSFET参数：采用250 V、(R_{DS(on)}=1.7 Omega)（最大）的FRFET MOSFET三相逆变器，配备栅极驱动器和保护功能。
• 内置二极管：内置自举二极管，简化了PCB布局。
• 开源引脚：低侧MOSFET有独立的开源引脚，用于三相电流检测。

电气特性

• 低电磁干扰：经过优化，可降低电磁干扰，提高系统的稳定性。
• 温度监测：内置HVIC温度传感功能，可实时监测温度。
• 欠压保护：HVIC具备栅极驱动和欠压保护功能。
• 隔离等级：隔离额定值为1500 Vrms / 1分钟。
• 环保特性：FSB50325AS为无铅产品，符合RoHS标准，湿度敏感等级（MSL）为3。

绝对最大额定值

逆变器部分

参数	条件	额定值	单位
(V_{DSS})（每个MOSFET漏源电压）	-	250	V
(*I{D25})（每个MOSFET连续漏极电流，(T{C}=25^{circ}C)）	-	1.7	A
(*I{D80})（每个MOSFET连续漏极电流，(T{C}=80^{circ}C)）	-	1.3	A
(*I{DP})（每个MOSFET峰值漏极电流，(T{C}=25^{circ}C)，(PW < 100 ms)）	-	4.4	A
(*I{DRMS})（每个MOSFET均方根漏极电流，(T{C}=80^{circ}C)，(F_{PWM} < 20 kHz)）	-	0.9	(A_{rms})
(*P{D})（每个MOSFET最大功耗，(T{C}=25^{circ}C)）	-	12.3	W

控制部分

参数	条件	额定值	单位
(V{CC})（控制电源电压，施加于(V{CC})和COM之间）	-	20	V
(V{BS})（高端偏置电压，施加于(V{B})和(V_{S})之间）	-	20	V
(V_{IN})（输入信号电压，施加于IN和COM之间）	-	(-0.3~V_{CC} + 0.3)	V

自举二极管部分

参数	条件	额定值	单位
(V_{RRMB})（最大重复反向电压）	-	250	V
(*I{FB})（正向电流，(T{C}=25^{circ}C)）	-	0.5	A
(*I{FPB})（峰值正向电流，(T{C}=25^{circ}C)，脉冲宽度小于1 ms）	-	1.5	A

热阻与温度范围

• 结温：(T_{J})工作结温范围为(-40~150^{circ}C)。
• 存储温度：(T_{STG})存储温度范围为(-40~125^{circ}C)。
• 隔离电压：(V_{ISO})隔离电压为1500 Vrms（60 Hz，正弦波，1分钟，引脚连接到散热板）。

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏设备，影响其功能和可靠性。

引脚描述

该模块共有23个引脚，每个引脚都有特定的功能，以下是部分重要引脚的介绍：

• COM：IC公共电源地。
• (V{B(U)})、(V{B(V)})、(V_{B(W)})：分别为U、V、W相高端MOSFET驱动的偏置电压。
• (V{CC(U)})、(V{CC(V)})、(V_{CC(W)})：分别为U、V、W相IC和低端MOSFET驱动的偏置电压。
• (IN(UH))、(IN(UL))、(IN(VH))、(IN(VL))、(IN(WH))、(IN(WL))：分别为U、V、W相高端和低端的信号输入。
• (V_{TS})：HVIC温度传感输出。
• P：正直流母线输入。
• U、V、W：分别为U、V、W相输出。
• (N{U})、(N{V})、(N_{W})：分别为U、V、W相负直流母线输入。

电气特性

在(T{J}=25^{circ}C)，(V{CC}=V_{BS}=15 V)的条件下，该模块的部分电气特性如下：

逆变器部分

• (BV_{DSS})（漏源击穿电压）：(V{IN}=0 V)，(I{D}=1 mA)时，为250 V。
• 静态漏源导通电阻：(V{CC}=V{BS}=15 V)，(V{IN}=5 V)，(I{D}=1.0 A)时，典型值为1.1 (Omega)。
• 开关时间：开通时间(t{ON})典型值为810 ns，关断时间(t{OFF})典型值为600 ns，反向恢复时间(t_{rr})典型值为140 ns。
• 开关能量：开通能量(E_{ON})典型值为40 mJ。

控制部分

• 静态(V_{CC})电流：典型值为200 (mu A)。
• (V_{CC})欠压保护检测电平：典型值为7.4 V，复位电平典型值为8.0 V。
• (V_{BS})欠压保护检测电平：典型值为8.0 V，复位电平典型值为9.8 V。
• HVIC温度传感电压：典型值为980 mV。
• 逻辑高电平：典型值为2.9 V。

自举二极管部分

• 正向电压：(I{F}=0.1 A)，(T{C}=25^{circ}C)时，典型值为2.5 V。
• 反向恢复时间：(I{F}=0.1 A)，(T{C}=25^{circ}C)时，典型值为80 ns。

推荐工作条件

参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
(V_{PN})（电源电压，施加于P和N之间）	-	-	150	200	V
(V{CC})（控制电源电压，施加于(V{CC})和COM之间）	-	13.5	15.0	16.5	V
(V_{IN(ON)})	-	-	-	(V_{CC})	V
(V_{IN(OFF)})（输入关断阈值电压）	-	0	-	0.6	V
(t{dead})（防止桥臂短路的消隐时间，(V{CC}=V{BS}=13.5 sim 16.5 V)，(T{J} leq 150^{circ}C)）	-	1.0	-	-	(mu s)
(f{PWM})（PWM开关频率，(T{J}leq150^{circ}C)）	-	-	15	-	kHz

超出推荐工作范围可能会影响设备的可靠性。

应用领域

FSB50325A/AT/AS适用于小功率交流电机驱动的三相逆变器驱动，在工业自动化、智能家居等领域都有广泛的应用前景。

总结

FSB50325A/AT/AS模块凭借其高性能、丰富的保护功能和优化的设计，为电机驱动应用提供了可靠的解决方案。电子工程师在设计电机驱动系统时，可以充分考虑该模块的特点和优势，以实现系统的高效、稳定运行。大家在实际应用中是否遇到过类似模块的使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。