FSB50250AS

Is Now Part of To learn more about ON Semiconductor, please visit our website at www.onsemi.com Please note: As part of the Fairchild Semiconductor integration, some of the Fairchild orderable part numbers will need to change in order to meet ON Semiconductor’s system requirements. Since the ON Semiconductor product management systems do not have the ability to manage part nomenclature that utilizes an underscore (_), the underscore (_) in the Fairchild part numbers will be changed to a dash (-). This document may contain device numbers with an underscore (_). Please check the ON Semiconductor website to verify the updated device numbers. The most current and up-to-date ordering information can be found at www.onsemi.com. Please email any questions regarding the system integration to Fairchild_questions@onsemi.com. ON Semiconductor and the ON Semiconductor logo are trademarks of Semiconductor Components Industries, LLC dba ON Semiconductor or its subsidiaries in the United States and/or other countries. ON Semiconductor owns the rights to a number of patents, trademarks, copyrights, trade secrets, and other intellectual property. A listing of ON Semiconductor’s product/patent coverage may be accessed at www.onsemi.com/site/pdf/Patent-Marking.pdf. ON Semiconductor reserves the right to make changes without further notice to any products herein. ON Semiconductor makes no warranty, representation or guarantee regarding the suitability of its products for any particular purpose, nor does ON Semiconductor assume any liability arising out of the application or use of any product or circuit, and specifically disclaims any and all liability, including without limitation special, consequential or incidental damages. Buyer is responsible for its products and applications using ON Semiconductor products, including compliance with all laws, regulations and safety requirements or standards, regardless of any support or applications information provided by ON Semiconductor. “Typical” parameters which may be provided in ON Semiconductor data sheets and/or specifications can and do vary in different applications and actual performance may vary over time. All operating parameters, including “Typicals” must be validated for each customer application by customer’s technical experts. ON Semiconductor does not convey any license under its patent rights nor the rights of others. ON Semiconductor products are not designed, intended, or authorized for use as a critical component in life support systems or any FDA Class 3 medical devices or medical devices with a same or similar classification in a foreign jurisdiction or any devices intended for implantation in the human body. Should Buyer purchase or use ON Semiconductor products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold ON Semiconductor and its officers, employees, subsidiaries, affiliates, and distributors harmless against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable attorney fees arising out of, directly or indirectly, any claim of personal injury or death associated with such unintended or unauthorized use, even if such claim alleges that ON Semiconductor was negligent regarding the design or manufacture of the part. ON Semiconductor is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer. This literature is subject to all applicable copyright laws and is not for resale in any manner. 特性 相关资料 • 通过 UL 第 E209204 号认证 (UL1557) • RD-FSB50450A - Reference Design for Motion SPM 5 Series Ver.2 • 500 V RDS(on) = 3.8 （最大值）FRFET MOSFET 三 相逆变器，带有栅极驱动器和保护功能 • 内置自举二极管以简化印刷电路板布局 • AN-9082 - Motion SPM5 Series Thermal Performance by Contact Pressure • 低端 MOSFET 的三个独立开源引脚用于三相电流感测 • AN-9080 - User’s Guide for Motion SPM 5 Series V2 • 高电平有效接口，可用于 3.3 / 5 V 逻辑电平，施密特触 发脉冲输入 概述 FSB50250AS 是一款先进的 Motion SPM® 5 模块，为交 流感应、无刷直流电机和 PMSM 电机提供非常全面的高 性 能 逆 变 器 输 出 平 台。这 些 模 块 综 合 优 化 了 内 置 MOSFETs （FRFET® 技术）的栅极驱动以最小化电磁干 扰和能量损耗。同时也提供多重模组保护特性，集成欠压 闭锁和热量监测。内置的高速 HVIC 只需要一个单电源电 压，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。独立的 开源 MOSFET 端子在每个相位均有效，可支持大量不同种类 的控制算法。 • 针对低电磁干扰进行优化 • 内置于 HVIC 的温度感测 • 用于栅极驱动和欠压保护的 HVIC • 绝缘等级：1500 Vrms / 分钟 • 湿度敏感等级 (MSL) 3 • 符合 RoHS 标准 应用 • 小功率交流电机驱动器的三相逆变器驱动 封装标识与定购信息 器件标识 器件 封装 卷尺寸 包装类型 数量 FSB50250AS FSB50250AS SPM5Q-023 330 mm 卷带和卷盘 450 ©2012 飞兆半导体公司 FSB50250AS Rev. C4 1 www.fairchildsemi.com FSB50250AS Motion SPM® 5 系列 2014 年 9 月 FSB50250AS Motion SPM® 5 系列 逆变器部分 （单个 MOSFET，除非另有说明。） 符号 参数 工作条件 额定值 单位 500 V TC = 25°C 1.2 A TC = 80°C 0.9 A VDSS 单个 MOSFET 的漏极 - 源极电压 *ID 25 单个 MOSFET 的漏极持续电流 *ID 80 单个 MOSFET 的漏极持续电流 *IDP 单个 MOSFET 的漏极峰值电流 TC = 25°C, PW < 100 μs 3.1 A 单个 MOSFET 的漏极电流有效值 TC = 80°C, FPWM < 20 kHz 0.6 Arms 最大功耗 TC = 25°C, 单个 MOSFET 13.4 W 额定值 单位 20 V *IDRMS *PD 控制部分 （单个 HVIC，除非另有说明。） 符号 参数 工作条件 VCC 控制电源电压 VBS 高端偏压 施加在 VB 和 VS 之间 VIN 输入信号电压 施加在 VIN 和 COM 之间 施加在 VCC 和 COM 之间 20 V -0.3 ~ VCC + 0.3 V 额定值 单位 500 V 自举二极管部分 （单个自举二极管，除非另有说明。） 符号 VRRMB 参数 工作条件 最大重复反向电压 * IFB 正向电流 TC = 25°C 0.5 A * IFPB 正向电流 （峰值） TC = 25°C， 脉冲宽度小于 1 ms 1.5 A 工作条件 额定值 单位 逆变器工作条件下的单个 MOSFET （注 1） 9.3 °C/W 工作条件 额定值 单位 热阻 符号 RθJC 参数 结点 - 壳体的热阻 整个系统 符号 参数 TJ 工作结温 -40 ~ 150 °C TSTG 存储温度 -40 ~ 125 °C VISO 绝缘电压 1500 Vrms 60 Hz，正弦波形， 1 分钟，连接陶 瓷基板到引脚 注： 1. 关于壳体温度 （TC）的测量点，参见图 4。 2. 标记为 “ * “ 的为计算值或设计因素。 ©2012 飞兆半导体公司 FSB50250AS Rev. C4 2 www.fairchildsemi.com FSB50250AS Motion SPM® 5 系列 绝对最大额定值 FSB50250AS Motion SPM® 5 系列 引脚描述 引脚号 引脚名 1 COM IC 公共电源接地 引脚描述 U 相高端 MOSFET 驱动的偏压 2 VB(U) 3 VCC(U) U 相 IC 和低端 MOSFET 驱动的偏压 4 IN(UH) U 相高端的信号输入 5 IN(UL) U 相低端的信号输入 6 N.C 无连接 7 VB(V) V 相高端 MOSFET 驱动的偏压 8 VCC(V) V 相 IC 和 低端 MOSFET 驱动的偏压 9 IN(VH) V 相高端的信号输入 10 IN(VL) V 相低端的信号输入 11 VTS HVIC 温度感测输出 12 VB(W) 13 VCC(W) W 相 IC 和低端 MOSFET 驱动的偏压 14 IN(WH) W 相高端的信号输入 15 IN(WL) W 相低端的信号输入 16 N.C 17 P 18 U, VS(U) 19 NU U 相的直流输入负端 20 NV V 相的直流输入负端 21 V, VS(V) W 相高端 MOSFET 驱动的偏压 无连接 直流输入正端 高端 MOSFET 驱动的 U 相偏压接地输出 高端 MOSFET 驱动的 V 相偏压接地输出 22 NW 23 W, VS(W) W 相的直流输入负端 高端 MOSFET 驱动的 W 相偏压接地输出 (1) COM (2) VB(U) (17) P (3) V CC(U) VCC VB (4) IN (UH) HIN HO (5) IN (UL) LIN VS COM LO (18) U, V S(U) (6) N.C (19) N U (7) VB(V) (8) V CC(V) VCC VB (9) IN (VH) HIN HO LIN VS COM LO (10) IN (VL) (11) V TS (20) N V (21) V, V S(V) V TS (12) V B(W) (13) V CC(W) VCC VB (14) IN (WH) HIN HO (15) IN (WL) LIN VS COM LO (22) N W (23) W, V S(W) (16) N.C 图 1. 引脚布局和内部框图 （仰视图） 注： 3. 每个低端 MOSFET 的源极端子与 Motion SPM® 5 中的电源接地或偏压接地不连接。外部连接应当如图 3 所示。 ©2012 飞兆半导体公司 FSB50250AS Rev. C4 3 www.fairchildsemi.com （TJ = 25°C, VCC = VBS = 15 V，除非另有说明。） 逆变器部分 （单个 MOSFET，除非另有说明。） 符号 参数 工作条件 最小值 典型值 最大值 单位 BVDSS 漏极－源极击穿电压 VIN = 0 V, ID = 1 mA （注 1） IDSS 零栅极电压漏极电流 VIN = 0 V, VDS = 500 V - 漏极至源极静态导通电阻 VCC = VBS = 15 V, VIN = 5 V, ID = 0.5 A - 漏极－源极二极管正向电压 VCC = VBS = 15 V, VIN = 0 V, ID = -0.5 A - - 1.2 V - 1150 - ns - 950 - ns - 190 - ns - 40 - μJ - 10 - μJ RDS(on) VSD 500 tON VPN = 300 V, VCC = VBS = 15 V, ID = 0.5 A VIN = 0 V  5 V, 电感负载 L = 3 mH 高端和低端 MOSFET 开关 ( 注 2） tOFF trr 开关时间 EON EOFF RBSOA VPN = 400 V, VCC = VBS = 15 V, ID = IDP, VDS = BVDSS, TJ = 150°C 高端和低端 MOSFET 开关 （注 3） 反向偏压安全工作区 - - V - 1 mA 2.5 3.8  整个区域 控制部分 （单个 HVIC，除非另有说明。） 符号 参数 工作条件 最小值 典型值 最大值 单位 IQCC VCC 静态电流 VCC = 15 V, VIN = 0 V 施加在 VCC 和 COM 之间 - - 200 μA IQBS VBS 静态电流 VBS = 15 V, VIN = 0 V 施加在 VB(U) - U, VB(V) - V, VB(W) - W - - 100 μA UVCCD UVCCR UVBSD 低端欠压保护 （图 8） 高端欠压保护 （图 9） UVBSR VCC 欠压保护检测电平 7.4 8.0 9.4 V VCC 欠压保护复位电平 8.0 8.9 9.8 V VBS 欠压保护检测电平 7.4 8.0 9.4 V VBS 欠压保护复位电平 8.0 8.9 9.8 V 600 790 980 mV - - 2.9 V 0.8 - - V VTS HVIC 温度感测电压输出 VCC = 15 V, THVIC = 25°C （注 4） VIH 导通阈值电压 逻辑高电平 VIL 关断阈值电压 逻辑低电平 施加在 VIN 和 COM 之间 自举二极管部分 （单个自举二极管，除非另有说明。） 符号 VFB trrB 参数 工作条件 最小值 典型值 最大值 单位 正向电压 IF = 0.1 A, TC = 25°C （注 5） - 2.5 - V 反向恢复时间 IF = 0.1 A, TC = 25°C - 80 - ns 注： 1. BVDSS 是 Motion SPM® 5 产品中的单个 MOSFET 的漏极和源极端子之间的绝对最大额定电压。考虑到寄生电感，VPN 应远低于该值，因此 VPN 在任何情况下不得超过 BVDSS。 2. tON 和 tOFF 包括内部驱动 IC 的传输延迟。所列出的数值是在实验室测试条件下测得，在实际应用中因为印刷电路板和布线的差异，数值也会有所不同。请参阅图 6 介绍的开关 时间定义，以及图 7 中的开关测试电路。 3. 每个 MOSFET 在开关工作时的峰值电流和电压也应在安全工作区 （SOA）的范围内。请参阅图 7 中的 RBSOA 测试电路，它与开关测试电路相同。 4. Vts 只能用作模块的温度感测，但不能自动关闭 MOSFETs。 5. 内置自举二极管其阻抗特性约为 15 。请参阅图 2。 ©2012 飞兆半导体公司 FSB50250AS Rev. C4 4 www.fairchildsemi.com FSB50250AS Motion SPM® 5 系列 电气特性 符号 参数 工作条件 最小值 典型值 最大值 单位 VPN 电源电压 施加在 P 和 N 之间 - 300 400 V VCC 控制电源电压 施加在 VCC 和 COM 之间 13.5 15.0 16.5 V VBS 高端偏压 施加在 VB 和 VS 之间 13.5 15.0 16.5 V 3.0 - VCC V VIN(ON) 输入导通阈值电压 VIN(OFF) 输入关断阈值电压 施加在 VIN 和 COM 之间 tdead 防止桥臂直通的死区时间 VCC = VBS = 13.5 ~ 16.5 V, TJ  150°C fPWM PWM 开关频率 TJ  150°C 0 - 0.6 V 1.0 - - μs - 15 - kHz Built-In Bootstrap Diode VF-IF Characteristic 1.0 0.9 0.8 0.7 IF [A] 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 VF [V] 13 14 15 TC = 25°C 图 2. 内置自举二极管特性 （典型值） ©2012 飞兆半导体公司 FSB50250AS Rev. C4 5 www.fairchildsemi.com FSB50250AS Motion SPM® 5 系列 推荐工作条件 C1 +15 V * Example Circuit : V phase VDC P MCU R5 C5 VCC VB HIN HO LIN VS COM LO V 10 F C2 C4 LIN Output Note 0 0 Z Both FRFET Off 0 1 0 Low side FRFET On C3 1 0 VDC High side FRFET On 1 1 Forbidden Shoot through Open Open Z Same as (0,0) R3 N VTS HIN Inverter Output ® One Leg Diagram of Motion SPM 5 Product * Example of Bootstrap Paramters : C1 = C2 = 1 F Ceramic Capacitor 图 3. 推荐的 MCU 接口和自举电路及其参数 注： 1. 自举电路的参数取决于 PWM 算法。上述为开关频率为 15 kHz 时的参数的典型例子。 2. Motion SPM 5 产品和 MCU （虚线显示部分）的每个输入端的 RC 耦合 （R5 和 C5）和 C4，可用于防止由浪涌噪声产生的错误信号。 3. 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，从而导致浪涌电压的降低。旁路电容 C1, C2 和 C3 应具有良好的高频特性，以吸收高频纹波电流。 图 4. 壳体温度测量 注： 4. 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。 3.5 3.0 VTS [V] 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 20 40 60 80 100 120 140 160 o THVIC [ C] 图 5. VTS 的温度曲线 （典型值） ©2012 飞兆半导体公司 FSB50250AS Rev. C4 6 www.fairchildsemi.com FSB50250AS Motion SPM® 5 系列 These values depend on PWM control algorithm FSB50250AS Motion SPM® 5 系列 VIN VIN Irr VDS 120% of ID 100% of ID ID 10% of ID ID VDS tON trr tOFF (a) Turn-on (b) Turn-off 图 6. 开关时间定义 C BS VCC ID VCC VB HIN HO LIN VS COM LO L VDC + V DS - VTS ® One Leg Diagram of Motion SPM 5 Product 图 7. 开关和 RBSOA （单脉冲）测试电路 （低端） Input Signal UV Protection Status Low-side Supply, VCC RESET DETECTION RESET UVCCR UVCCD MOSFET Current 图 8. 欠压保护 （低端） Input Signal UV Protection Status High-side Supply, VBS RESET DETECTION RESET UVBSR UVBSD MOSFET Current 图 9. 欠压保护 （高端） ©2012 飞兆半导体公司 FSB50250AS Rev. C4 7 www.fairchildsemi.com (2 ) VB(U) (3 ) VCC(U) R5 (4 ) IN(UH) (5 ) IN(UL) C5 C2 (6 ) N.C (17) P VCC VB HIN HO LIN VS COM LO (18) U , VS(U) C3 (19) NU (7 ) VB(V) (8 ) VCC(V) (9 ) IN(VH) Micom (10) IN(VL) (11) VTS (12) VB(W) (13) VCC(W) (14) IN(WH) (15) IN(WL) (16) N.C VDC VCC VB HIN HO LIN VS COM LO (20) NV (21) V , VS(V) M VTS VCC VB HIN HO LIN VS COM LO (22) NW (23) W , VS(W) C4 For current-sensing and protection 15 V Supply R4 C6 R3 图 10. 应用电路实例 注： 1. 关于引脚的位置，请参阅图 1。 2. Motion SPM® 5 产品和 MCU 的每个输入端的 RC 耦合 (R5 和 C5, R4 和 C6) 和 C4， 能有效的防止由浪涌噪声产生的错误的输入信号。 3. 由于位于 COM 和低端 MOSFET 的源极端子之间， R3 的压降会影响低端的开关性能和自举特性。为此，稳态情况下 R3 的压降应小于 1 V。 4. 为避免浪涌电压和 HVIC 故障，接地线和输出端子之间的接线应短且粗。 5. 所有的滤波电容器应紧密连接到 Motion SPM 5 产品，它们应当具有能够很好的阻挡高频纹波电流的特性。 ©2012 飞兆半导体公司 FSB50250AS Rev. C4 8 www.fairchildsemi.com FSB50250AS Motion SPM® 5 系列 C1 (1 ) COM FSB50250AS Motion SPM® 5 系列 封装轮廓详图 封装图纸作为一项服务，提供给考虑飞兆半导体元件的客户。具体参数可能会有变化，且不会做出相应通知。请注意图纸上的版本和 / 或日期，并联系飞兆半导体代表核实或获得最新版本。封装规格并不扩大飞兆公司全球范围内的条款与条件，尤其是其中涉及飞兆 公司产品保修的部分。 随时访问飞兆半导体在线封装网页，可以获取最新的封装图纸： http://www.fairchildsemi.com/dwg/MO/MOD23DE.pdf ©2012 飞兆半导体公司 FSB50250AS Rev. C4 9 www.fairchildsemi.com FSB50250AS Motion SPM® 5 系列 ©2012 飞兆半导体公司 FSB50250AS Rev. C4 10 www.fairchildsemi.com ON Semiconductor and are trademarks of Semiconductor Components Industries, LLC dba ON Semiconductor or its subsidiaries in the United States and/or other countries. ON Semiconductor owns the rights to a number of patents, trademarks, copyrights, trade secrets, and other intellectual property. A listing of ON Semiconductor’s product/patent coverage may be accessed at www.onsemi.com/site/pdf/Patent−Marking.pdf. ON Semiconductor reserves the right to make changes without further notice to any products herein. ON Semiconductor makes no warranty, representation or guarantee regarding the suitability of its products for any particular purpose, nor does ON Semiconductor assume any liability arising out of the application or use of any product or circuit, and specifically disclaims any and all liability, including without limitation special, consequential or incidental damages. Buyer is responsible for its products and applications using ON Semiconductor products, including compliance with all laws, regulations and safety requirements or standards, regardless of any support or applications information provided by ON Semiconductor. “Typical” parameters which may be provided in ON Semiconductor data sheets and/or specifications can and do vary in different applications and actual performance may vary over time. All operating parameters, including “Typicals” must be validated for each customer application by customer’s technical experts. ON Semiconductor does not convey any license under its patent rights nor the rights of others. ON Semiconductor products are not designed, intended, or authorized for use as a critical component in life support systems or any FDA Class 3 medical devices or medical devices with a same or similar classification in a foreign jurisdiction or any devices intended for implantation in the human body. Should Buyer purchase or use ON Semiconductor products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold ON Semiconductor and its officers, employees, subsidiaries, affiliates, and distributors harmless against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable attorney fees arising out of, directly or indirectly, any claim of personal injury or death associated with such unintended or unauthorized use, even if such claim alleges that ON Semiconductor was negligent regarding the design or manufacture of the part. ON Semiconductor is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer. This literature is subject to all applicable copyright laws and is not for resale in any manner. PUBLICATION ORDERING INFORMATION LITERATURE FULFILLMENT: Literature Distribution Center for ON Semiconductor 19521 E. 32nd Pkwy, Aurora, Colorado 80011 USA Phone: 303−675−2175 or 800−344−3860 Toll Free USA/Canada Fax: 303−675−2176 or 800−344−3867 Toll Free USA/Canada Email: orderlit@onsemi.com © Semiconductor Components Industries, LLC N. American Technical Support: 800−282−9855 Toll Free USA/Canada Europe, Middle East and Africa Technical Support: Phone: 421 33 790 2910 Japan Customer Focus Center Phone: 81−3−5817−1050 www.onsemi.com 1 ON Semiconductor Website: www.onsemi.com Order Literature: http://www.onsemi.com/orderlit For additional information, please contact your local Sales Representative www.onsemi.com