探索 onsemi FPDB60PH60B：高性能两相无桥 PFC SPM3 模块

在电子设备不断追求高性能、高可靠性和小型化的今天，功率因数校正（PFC）技术成为了电源设计中的关键环节。onsemi 的 FPDB60PH60B 作为先进的 PFC SPM3 模块，为消费、医药和工业应用提供了全面的高性能无桥功率因数校正输入功率平台。下面，我们就来深入了解一下这款模块的特性、参数及应用。

文件下载：FPDB60PH60BCN-D.PDF

一、模块概述

FPDB60PH60B 是一款集成度高的 PFC SPM3 模块，它综合优化了内置 IGBT 的栅极驱动，能有效最小化电磁干扰和能量损耗。同时，该模块具备多重模组保护特性，如欠压闭锁、过流保护、热量监测和故障报告等功能，为系统的稳定运行提供了保障。此外，模块内的高性能输出二极管和分流电阻，不仅节省了空间，还方便了安装。

二、特性亮点

认证与性能

• 通过 UL 第 E209204 号认证（UL1557），这意味着该模块在安全性和可靠性方面达到了一定的标准，可放心应用于各类对安全要求较高的场景。
• 具备 600V - 60A 两相无桥功率因数校正能力，包含栅极驱动和保护的控制 IC，能实现高效的功率因数校正。

散热与监测

• 采用 DBC（AlN）基板，实现了非常低的热阻，有助于模块在工作过程中更好地散热，提高模块的稳定性和寿命。
• 内置负温度系数热敏电阻，可实现温度监测，及时反馈模块的温度情况，便于采取相应的散热措施。

电流感应与优化

• 内置分流电阻可实现电流感应，方便对电路中的电流进行监测和控制。
• 针对 20kHz 开关频率进行优化，能在该频率下发挥最佳性能。

绝缘与环保

• 绝缘等级达到 2500Vrms/分钟，确保了模块在电气隔离方面的安全性。
• 该模块是无铅设备，符合环保要求。

三、引脚布局与描述

FPDB60PH60B 的引脚布局清晰，每个引脚都有其特定的功能。例如，VCC 是 IC 和 IGBT 驱动的公共偏压引脚，COM 为公共电源接地引脚，IN(R) 和 IN(S) 分别是低端 R 相和 S 相 IGBT 的信号输入引脚等。详细的引脚描述如下表所示：	引脚号	引脚名	引脚描述
1	VCC	IC 和 IGBT 驱动的公共偏压
2	COM	公共电源接地
4	IN(R)	低端 R 相 IGBT 的信号输入
5	IN(S)	低端 S 相 IGBT 的信号输入
6	VFO	故障输出
7	CFOD	设置故障输出持续时间的电容
8	Csc	过电流感测电容(低通滤波器)
19	R(TH)	供热敏电阻使用的串联电阻器
20	V(TH)	热敏电阻偏压
21	VAC -	电流感测端
22	NSENSE	电流感测参考端
24	N	直流负端
25	R	R 相输出
26	S	S 相输出
27	PR	直流正端
3,9~18,23	NC	无连接

四、电气与热学参数

绝对最大额定值

在不同的条件下，模块有相应的绝对最大额定值。例如，施加在 R - S 之间的电压 Vi 最大为 264Vrms，电源电压（浪涌）Vi(Surge) 为 500V，单个 IGBT 的集电极电流 ±IC 在 TC = 25°C 时为 60A 等。这些参数为工程师在设计电路时提供了安全边界，确保模块在正常工作时不会超过其承受范围。

热阻

模块的热阻参数对于散热设计至关重要。结点 - 壳体的热阻（参考 PKG 中心）、高端二极管和低端二极管的热阻都有相应的规定，如高端二极管的热阻典型值为 1.5°C/W，低端二极管为 0.85°C/W。合理的热阻设计有助于模块在工作过程中保持稳定的温度。

电气特性

在 (T{J}=25^{circ} C) 的条件下，模块有一系列的电气特性参数。例如，IGBT 饱和电压 VCE(SAT) 在 (V{CC}=15V)、(V{IN}=5V)、(I{C}=50A) 时，典型值为 2.0V；开关时间 ton 在 (V{PN}=400V)、(V{CC}=15V)、(I_{C}=60A) 时，典型值为 560ns 等。这些参数反映了模块在特定条件下的性能表现。

五、保护功能

FPDB60PH60B 具备完善的保护功能，主要包括欠压保护和过流保护。

欠压保护

当检测到欠压时，模块会经历欠压检测、IGBT 栅极中断、故障信号产生等过程，待欠压复位后，模块恢复正常工作。这种保护机制能有效防止模块在欠压情况下损坏。

过流保护

过流保护的过程包括过流检测、IGBT 栅极中断/故障信号产生、IGBT 缓慢关断等步骤。在故障输出有效的时间内，IGBT 不导通，直到故障输出复位并启动正常工作。这一系列的保护措施确保了模块在过流情况下的安全性。

六、应用与推荐工作条件

应用场景

FPDB60PH60B 主要应用于两相无桥功率因数校正转换器，在消费、医药和工业等领域有着广泛的应用前景。

推荐工作条件

在实际应用中，需要遵循推荐的工作条件。例如，输出电压 VPN 施加在 P - N 之间时，典型值为 280V，VCC 电压范围为 13.5 - 16.5V 等。高于推荐工作范围可能无法保证模块正常运行，长时间超出范围还可能影响器件的可靠性。

七、总结

onsemi 的 FPDB60PH60B 模块凭借其高性能、集成度高、保护功能完善等特点，为两相无桥功率因数校正应用提供了优秀的解决方案。电子工程师在设计相关电路时，可以根据模块的特性和参数，合理选择和使用该模块，以实现高效、稳定的电源设计。同时，在实际应用中，要严格遵循推荐工作条件，确保模块的可靠性和安全性。大家在使用这款模块的过程中，有没有遇到过什么问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。