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安森美用于汽车负载应用的上桥SmartFET驱动器

上桥SmartFET由于使用方便,保护水平高,越来越受欢迎。与标准MOSFET一样,SmartFET非常适合各种汽车应用。它们之间的区别在于内置在桥上SmartFET设备中的控制电路。控制电路对输出电流和设备温度进行持续监对电压瞬变等事故应用条件提供被动保护。主动和被动保护功能的结合确保了稳定可靠的应用方案,延长了设备本身及其受保护的应用负载的使用寿命。

安森美(onsemi)现在提供从45 mΩ到160 mΩ的上桥 SmartFET系列 。这些设备是受保护的单通道桥式驱动器,可以切换各种负载,如灯泡、螺钉管和其他执行器。如表1所示,设备名称表示SmartFET在25°C时的典型RDSOn。下面列出了完整的产品系列:

该系列器件采用安森美SO8包装,小占位,同时提供高功率。45 mΩ至140 mΩ该装置的系列引脚布局为设计师提供了便利,允许各种应用负荷使用引脚布局。根据特定应用所需的电流水平,只需将一个设备切换到另一个。这些设备驱动12 V汽车接地负荷,并提供保护和诊断功能。该系列设备集成了主动浪涌电流管理、自动重启过温关闭、主动过压钳位等先进的保护功能。

专用电流检测引脚对输出进行精确的模拟电流监测,并对电池短路、接地短路和电池短路进行精确的模拟ON和OFF状态开路负载检测的故障指示。所有诊断和电流检测功能均禁止主动大电流检测引脚(仅NCV84160)或主动大电流检测使引脚(本系列所有其他设备)被禁用或启用。

对上桥SmartFET最终要求是切换负载,市场提供了不同的替代方案。例如,继电器长期用于切换各种汽车负荷,特别是那些需要大电流激活的负荷。随着汽车零部件和零部件重量和尺寸的不断减小,已经从继电器过渡到半导体开关,占地面积小,抗噪能力强,电磁干扰低。

上桥SmartFET已成为汽车市场的主流SmartFET配置取代了通常更简单的下桥SmartFET。图1显示了上桥和下桥SmartFET配置示例SmartFET通过切换连接到电源的负载始终接地并下桥SmartFET通过切换接地,负载始终连接到电源。

SmartFET通常安装在控制单元或控制单元ECU内。负载线是连接负载和ECU针式连接器的电缆长度。根据负载类型及其在车辆中的位置,负载线可能很长,从而增加了底盘接地短路的可能性,可能是下桥SmartFET负载在配置中造成严重压力。

下图2显示了安森美NCV84xxx上桥SmartFET系列顶框图和引脚布局。请注意,桥SmartFET实际上是个NMOS FET,将栅极电压从稳压电荷泵提高到足以驱动负载的水平。

输入(IN)引脚是打开和关闭控制逻辑/电荷泵的逻辑电平引脚FET工作。电流检测使能(CS_EN)引脚启用和禁用电流检测功能。电流检测(CS)引脚向微控制器反馈一定比例的负载电流检测。该引脚是多路复用;它很容易将模拟故障事件与正常工作区分开来,使用户能够实时检测输出电流或故障。电压(VD)引脚直接连接到电池或电源,OUT引脚与负载相连。最后,接地(GND)引脚只是器件的GND。

NCV84xxx SmartFET系列设备提供以下保护功能:

过压保护保护整个器件,在电压>41 V时,箝制VD-GND。

欠压保护,关闭装置,等待电池电压升高到足以使稳压电荷泵正常运行 FET。

限电流(见下图3)限制短路或浪涌事件时的电流,防止损坏。电流将始终受到限制,直到设备内芯片温度超过温点,并自行关闭以提供保护,直到完全冷却。该功能非常适合驱动需要高初始浪涌电流的灯泡负载,并限制芯片高功率和温度波动的应力。

具有自动重启功能的过温和电源保护防止设备因高功耗和高环境温度而过热。如果过温保护被激活,设备将自行关闭,直到它完全冷却并自动重新测试,假设输入为高。

在输入高之前,关闭状态开路负载检测提醒微控制器,与负载的连接已在关闭状态下丢失。

在电感放电期间,电感负载开关的输出钳位将安全导通FET处理电感放电电流。

标签: 连接器冷压钳负载驱动开关稳压芯片

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