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FPAM30LH60
用于两相交错式功率因数校正的 PFC SPM® 2 系列
特性
概述
• 通过 UL 第 E209204 号认证 (UL1557)
FPAM30LH60 是 PFC SPM® 2 模块，为消费、医药和工
业应用提供非常全面的高性能交错式功率因数校正输入功
率平台。这些模块综合优化了内置 IGBT 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，过流保护，热量监测和故障报告。这
些模块内的全波整流器和高性能输出二极管，为额外节省
空间和方便安装起到了重要作用。
• 600 V - 30 A 两相交错式功率因数校正，包含栅极驱动
和保护的控制 IC
• 采用 DBC (Al2O3) 基板实现非常低的热阻
• 全波桥式整流器和高性能输出二极管
• 针对 20 kHz 开关频率进行优化
• 内置负温度系数热敏电阻可实现温度监测
• 绝缘等级：2500 Vrms/ 分钟
应用
• 两相交错式功率因数校正转换器
相关资料
• 即将发布
图 1. 封装概览
封装标识与定购信息
器件
器件标识
封装
包装类型
数量
FPAM30LH60
FPAM30LH60
S32EA-032
Rail
8
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FPAM30LH60 Rev. C3
1
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FPAM30LH60 用于两相交错式功率因数校正的 PFC SPM® 2 系列
2014 年 7 月
• 对于 IGBT：栅极驱动电路、过流保护 （OCP）、控制电源欠压锁定 （UVLO）保护
• 故障信号：对应 OC 和 UV 故障
• 内置热敏电阻：温度监控
• 输入接口：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
引脚布局
(1)CSC
(2)COM
(3)VFO
(4)INX
(5)INY
(6)COM
(7)n.c.
(8)VCC
(9)VCC
(10)COM
(24)P
(25)P
(26)PY
(27)n.c.
(28)PX
(11)RTH
(12)VTH
(29)X
(13)NR
(14)NR
(30)Y
(15)n.c.
(16)n.c.
(17)n.c.
(31)NP
Case temperature(TC)
detecting point
(18)R
(19)R
(20)n.c.
(21)n.c.
(32)PR
(22)S
(23)S
Dimension unit: millimeter
图 2. 俯视图
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FPAM30LH60 用于两相交错式功率因数校正的 PFC SPM® 2 系列
集成的驱动、保护和系统控制功能
FPAM30LH60 用于两相交错式功率因数校正的 PFC SPM® 2 系列
引脚描述
引脚号
引脚名
1
CSC
过流检测的信号输入
引脚描述
2,6,10
COM
公共电源接地
3
VFO
故障输出
4
INX
X IGBT 驱动的 PWM 输入
5
INY
Y IGBT 驱动的 PWM 输入
7
N.C
无连接
8,9
VCC
适用于 IGBT 驱动的 IC 的公共电源电压
11
RTH
供热敏电阻使用的串联电阻器
12
VTH
热敏电阻偏压
13,14
NR
整流二极管的直流负端
15,16,17
N.C
无连接
18,19
R
20,21
N.C
R 相的交流输入
22,23
S
S 相的交流输入
24,25
P
二极管的输出
26
PY
二极管的输入
27
N.C
无连接
28
PX
二极管的输入
29
X
X 相 IGBT 的输出
无连接
30
Y
Y 相 IGBT 的输出
31
NP
IGBT 的直流负端
32
PR
整流二极管的直流正端
内部等效电路
(11)RTH
(24)(25)P
THERMISTOR
(12)VTH
(1)CSC
(3)VFO
(28)PX
CSC
INX
(5)INY
INY
(2)(6)(10)
COM
(29)X
VFO
(4)INX
(8)(9)VCC
(26)PY
(30)Y
OUT X
(32)PR
VCC
(18)(19)R
OUT Y
(22)(23)S
COM
(31)NP
(13)(14)NR
图 3. 内部框图
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转换器部分
符号
Vi
VPN
参数
工作条件
额定值
单位
输入电源电压
施加在 R - S 之间
264
Vrms
输出电压
施加在 X - NP, Y - NP, P - PX, P - PY
450
V
输出电源电压 （浪涌）
施加在 X - NP, Y - NP, P - PX, P - PY
500
V
VCES
集电极 - 发射极之间电压
X - NP, Y - NP 之间的击穿电压
600
V
VRRM
VPN （浪涌）
快速恢复二极管的重复峰值反向电压
P - PX, P - PY 之间的击穿电压
600
V
VRRMR
整流器的重复峰值反向电压
PR - R, PR - S,
R - NR, S - NR 之间的击穿电压
900
V
*IF
快速恢复二极管的正向电流
TC = 25°C, TJ < 125°C
30
A
快速恢复二极管的峰值浪涌电流
非重复性， 60 Hz 单一正弦半波
300
A
正向整流电流
TC = 25°C, TJ < 125°C
30
A
*IFSM
*IFR
*IFSMR
整流器的峰值浪涌电流
非重复性， 60 Hz 单一正弦半波
300
A
± *IC
单个 IGBT 的集电极电流
TC = 25°C, TJ < 125°C
30
A
± *ICP
单个 IGBT 的集电极电流 （峰值）
TC = 25°C, TJ < 125°C,
脉冲宽度小于 1 ms
60
A
集电极功耗
TC = 25°C 单个 IGBT
*PC
TJ
（注 1）
工作结温
107
W
-40 ~ 125
°C
注：
1. PFC SPM® 产品集成的功率芯片的最大额定结温是 125°C。
2. 标记为 “ * “ 的为计算值或设计因素。
控制部分
符号
VCC
参数
工作条件
额定值
单位
控制电源电压
施加在 VCC - COM 之间
20
V
VIN
输入信号电压
施加在 INX, INY - COM 之间
-0.3 ~ VCC + 0.3
V
VFO
-0.3 ~ VCC + 0.3
V
1
mA
-0.3 ~ VCC + 0.3
V
故障输出电源电压
施加在 VFO - COM 之间
IFO
故障输出电流
VFO 引脚处的灌电流
VSC
电流感测输入电压
施加在 CSC - COM 之间
整个系统
符号
参数
TSTG
存储温度
VISO
绝缘电压
工作条件
额定值
单位
-40 ~ 125
°C
2500
Vrms
60 Hz，正弦波形，交流 1 分钟，连接陶瓷基
板到引脚
热阻
符号
Rth(j-c)Q
参数
条件
最小值 典型值 最大值
单位
工作条件下的单个 IGBT
-
-
0.93
°C/W
Rth(j-c)D
工作条件下的单个二极管
-
-
1.42
°C/W
Rth(j-c)R
工作条件下的单个整流器
-
-
0.74
°C/W
结点 - 壳体的热阻
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绝对最大额定值 （TJ = 25°C，除非另有说明。 )
转换器部分
符号
VCE(SAT)
参数
工作条件
最小值 典型值 最大值
单位
IGBT 饱和电压
VCC = 15 V, VIN = 5 V, IC =30 A
-
1.7
2.2
V
VFF
快速恢复二极管正向电压
IF = 30 A
-
1.9
2.4
V
VFR
整流器正向电压
IFR = 30 A
-
1.10
1.25
V
开关特性
VPN = 400 V, VCC = 15 V, IC = 15 A,
VIN = 0 V 5 V，感性负载 （注 3），单个
IGBT
-
11
-
A
IRR
tRR
-
41
-
ns
-
700
-
ns
tOFF
-
852
-
ns
tC(ON)
-
104
-
ns
-
102
-
ns
-
-
250
A
tON
tC(OFF)
ICES
VCES = 600 V
集电极 - 发射极间漏电流
注：
3. tON 和 tOFF 包括模块内部驱动 IC 的传输延迟时间。 tC(ON) 和 tC(OFF) 指在内部给定的栅极驱动条件下， IGBT 本身的开关时间。详细信息，请参见图 4。
100% IC
tRR
100% IC
IRR
VCE
IC
90% IC
10% IC
10% VCE
10% VCE
10% IC
VIN
tON
tOFF
tC(ON)
(a) turn-on
tC(OFF)
(b) turn-off
图 4. 开关时间的定义
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电气特性 （TJ = 25°C，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 静态电源电流
VCC = 15 V, INX, INY - COM = 0 V, VCC 和
COM 间的电源电流
-
-
2.65
mA
IPCC
工作 VCC 电源电流
VCC = 15 V, fPWM = 20 kHz, Duty = 50% 应用
于单个 IGBT 的 一个 PWM 信号输入 VCC 和
COM 间的电源电流
-
-
6.0
mA
VFOH
故障输出电压
VSC = 0 V, VFO 电路：10 k 至 5 V 上拉
4.5
-
-
V
-
-
0.5
V
VSC(Ref)
CSC 引脚的过流保护触发电 VCC = 15 V
平电压
VSC = 1 V, VFO 电路：10 k 至 5 V 上拉
0.45
0.50
0.55
V
UVCCD
电源电路欠压保护
检测电平
10.5
-
13.0
V
复位电平
11.0
-
13.5
V
30
-
-
s
VFOL
UVCCR
tFOD
故障输出脉宽
VIN(ON)
导通阈值电压
施加在 INX, INY - COM 之间
2.6
-
-
V
VIN(OFF)
关断阈值电压
施加在 INX, INY - COM 之间
-
-
0.8
V
热敏电阻的阻值
当 TTH = 25°C （注 4，图 5）
-
47
-
k
当 TTH = 100°C （注 4，图 5）
-
2.9
-
k
RTH
注：
4. TTH 为热敏电阻自身的温度。若需得到壳体温度 ( TC)，请根据具体应用进行实验。
R-T Curve
200
4
Resistance RTH[k]
Resistance RTH[k]
150
100
3
2
1
95
100
105
110
115
120
125
o
Temperature TTH[ C]
50
0
0
25
50
75
100
125
o
Temperature TTH[ C]
图 5. 内置热敏电阻的 R-T 曲线
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FPAM30LH60 用于两相交错式功率因数校正的 PFC SPM® 2 系列
控制部分
符号
参数
工作条件
Vi
输入电源电压
施加在 R - S 之间
Ii
输入电流
TC < 100°C, Vi = 220 V, VO = 360 V,
fPWM = 20 kHz 单个 IGBT
VPN
电源电压
施加在 X - NP, Y - NP, P - PX, P - PY
VCC
控制电源电压
施加在 VCC - COM 之间
dVCC/dt
IFO
fPWM
最小值 典型值 最大值
单位
187
-
253
Vrms
-
-
21
Arms
-
-
400
V
13.5
15.0
16.5
V
-1
-
1
V / s
故障输出电流
VFO 引脚处的灌电流
-
-
1
mA
PWM 输入频率
-40°C < TJ < 125°C 单个 IGBT
-
20
-
kHz
电源波动
机械特性和额定值
参数
工作条件
安装扭矩
安装螺钉：M4
器件平面度
见图 6
最小值 典型值 最大值
建议 0.98 N•m
建议 10 kg•cm
重量
0.78
0.98
单位
1.17
N•m
8
10
12
kg•cm
0
-
+150
m
-
32
-
g
图 6. 平面度测量位置
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推荐工作条件 （TJ = 25°C，除非另有说明。）
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保护功能时序图
Input Signal
Protection
Circuit State
RESET
SET
RESET
UVCCR
a1
Control
Supply Voltage
UVCCD
a6
a3
a2
a7
a4
Output Current
a5
Fault Output Signal
a1 : 控制电源电压上升：当电压上升到 UVCCR 后，等到下一个开通信号时，对应的电路才开始动作。
a2 : 正常工作：IGBT 导通并加载负载电流。
a3 : 欠压检测 (UVCCD)。
a4 : 不论控制输入的条件， IGBT 都关断。
a5 : 故障输出工作启动。
a6 : 欠压复位 (UVCCR)。
a7 : 正常工作：IGBT 导通并加载负载电流。
图 7. 欠压保护
（与外部的过流检测电路）
Input Voltage (VIN)
c6
Internal IGBT
Gate-Emitter Voltage
c3
c1 : 正常工作：IGBT 导通并加载负载电流。
c7
c2 : 过流检测 （OC 触发）
c3 : IGBT 栅极硬中断。
c4
c4 : IGBT 关断。
c5 : 故障输出计时器启动。
c2
c6 : 输入 “LOW”：IGBT 关断状态。
OC
c7 : 输入 “HIGH”：IGBT 导通状态，但是在故障输出有效的时间
内， IGBT 不导通。
c1
c8 : IGBT 关断状态。
c8
Output Current
Input signal to CSC
pin for Protection
Fault Output Signal
SET
RESET
c5
图 8. 过流保护
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C urrent sensing
RT
current protection
R TH
P
THERMISTOR
V TH
+5 V
RSCF
MCU /
Controller
RFO
CSCF
PX
PY
CSC
X
VFO
CF
RF
CF
RF
INX
Y
OUT X
PR
INY
+15 V
VCC
L
R
OUT Y
L
VDC
VAC
S
COM
DY
NP
DX
NR
图 9. 典型应用电路
注：
1. 为了避免故障，每个输入端的连线必须尽可能的短 （小于 2 ~ 3 cm）。
2. VFO 输出是漏极开路型。该信号线应当采用一个能把 IFO 上升到 1 mA 的电阻上拉至 MCU 或控制电源的正极。
3. 输入信号为高电平有效。在 IC 中，有一个 5 kΩ 的电阻将每一个输入信号线下拉接地。应采用 RC 耦合电路，以避免输入信号波动。 RFCF 常数应当在 50~150ns 范围内选择
（推荐 RF = 100 Ω , CF = 1 nF）。
4. 为避免保护功能出错，应尽可能缩短 RSCF 和 CSCF 周围的连线。
5. 在短路保护电路中， RSCF , CSCF 时间常数应在 1.5 ~ 2 μs 范围内进行选择。
6. 每个电容都应尽可能地靠近 PFC SPM® 产品的引脚安装。
7. 在各种家用电器设备中，几乎都用到了继电器。在这些情况下， MCU / 控制器和继电器之间应留有足够的距离。
8. 内部负温度系数热敏电阻能用来监控壳体温度，以及保护器件免于过热工作。根据应用选择一个适当的电阻 RT 。
9. 建议将反向并联二极管 DXDY) 与每个 IGBT 相连接。
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+5 V
Input signal for over
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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/MOD32BA.pdf
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