用于汽车负载应用的@@上桥@@@@@@ SmartFET 驱动器@@

上桥@@ SmartFET 因其易于使用和@@高@@水平的@@保护而越来越受欢迎@@。与标准@@ MOSFET 一样@@，SmartFET 非常适合各种汽车应用@@。它们的@@区别在@@于内@@置在@@上桥@@@@ SmartFET 器件中的@@控制电路@@。控制电路持续监控输出电流和@@器件温度@@，同时@@针对电压@@瞬变和@@其他意外应用条件提供被动保护@@。这种主动和@@被动保护功能的@@结合确保了稳定可靠的@@应用方案@@，延长了器件本身及其所保护的@@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@@ 。这些器件是受保护的@@单通道上桥@@驱动器@@@@，可切换各种负载@@，如灯泡@@、螺线管和@@其他执行器@@。如表@@@@ 1 所示@@，器件名称表@@示@@ SmartFET 在@@ 25°C 时@@的@@典型@@ RDSon。下面列出了完整的@@产品系列@@@@：

表@@1：安森美@@完整的@@上桥@@@@@@SmartFET系列@@

安森美@@的@@该系列@@器件采用@@SO8封装@@，小占位@@，同时@@提供高@@功率@@。45 mΩ至@@140 mΩ器件的@@系列@@引脚布局为设计人员提供了便利@@，允许一个引脚布局用于各种应用负载@@。根据特定应用所需的@@电流水平@@，只需将一个器件切换到@@另一个@@。这些器件驱动@@12 V汽车接地@@负载@@，并提供保护和@@诊断功能@@。该系列@@器件集成了先进的@@保护功能@@，如主动浪涌电流管理@@、带自动重启的@@过温关断和@@主动过压钳位@@。一个专用的@@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@@短路以及@@ON和@@OFF状态的@@开路负载检测进行故障指示@@。所有诊断和@@电流检测@@功能都由一个主动大电流检测@@禁用引脚@@（仅@@NCV84160）或@@一个主动大电流检测@@使能@@引脚@@（该系列@@的@@所有其他器件@@）来禁用或@@启用@@。

对上桥@@@@ SmartFET 的@@“最终要求@@”是切换负载@@，市场上为此提供了不同的@@替代方案@@。例如@@，继电器已在@@行业中使用了很长时@@间@@，用于切换各种汽车负载@@，尤其是那些需要大电流激活的@@负载@@。随着汽车零部件和@@组件的@@重量和@@尺寸不断减小@@，已从继电器过渡到@@半导体开关@@，占位更小@@，抗噪能力更强@@，电磁干扰更低@@。

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 所示@@是上桥@@与下桥@@ SmartFET 配置@@的@@示例@@。上桥@@ SmartFET 的@@负载始终接地@@@@，通过切换连接到@@电源@@，而下桥@@ SmartFET 的@@负载始终连接到@@电源@@，通过切换接地@@@@。SmartFET 通常安装在@@控制单元或@@@@ ECU 内@@。负载线是连接负载和@@@@ ECU 上针式连接器的@@电缆长度@@。根据负载类型及其在@@车辆中的@@位置@@，该负载线可能很长@@，从而增加了底盘接地@@短路的@@可能性@@，这可能对下桥@@SmartFET 配置@@中的@@负载造成严重压力@@。

图@@1：应用中的@@上桥@@@@开关对比下桥开关@@

下面的@@图@@@@ 2 显示了安森美@@的@@@@ NCV84xxx 上桥@@SmartFET系列@@的@@顶层框图@@和@@引脚布局@@。请注意@@，上桥@@ SmartFET 实际上是个@@ NMOS FET，由一个稳压电荷泵@@，将栅极电压@@拉高@@到@@足以驱动负载的@@水平@@。

输入@@ (IN) 引脚是个逻辑电平引脚@@，用于打开和@@关断控制逻辑@@/电荷泵以使@@ 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) 引脚将一定比例的@@负载电流检测@@反馈到@@微控制器以实时@@反馈@@。该引脚是多路复用的@@@@；它报告很容易与正常工作@@区分开来的@@模拟故障事件@@，从而使用户能实时@@检测输出电流或@@故障情况@@。电压@@ (VD) 引脚直接连接到@@电池或@@电源@@，OUT 引脚连接到@@负载@@。最后@@，接地@@ (GND) 引脚只是器件的@@@@ GND。

图@@ 2：NCV84xxx 的@@框图@@和@@引脚布局@@

NCV84xxx SmartFET 系列@@器件提供以下保护功能@@：

过压保护保护整个器件@@，在@@电压@@@@>41V时@@，箝制@@VD-GND。

欠压保护@@，在@@电池电压@@低的@@情况下@@，关断器件并等待电池电压@@升高@@到@@足以使稳压电荷泵工作@@以正常运行@@ FET。

限电流@@（参见下面的@@图@@@@@@ 3）在@@发生短路或@@浪涌事件时@@限制电流以防止损坏@@。电流将一直受到@@限制@@，直到@@@@器件的@@内@@部芯片温度超过过温点@@，并且会自行关断以提供保护@@，直到@@@@<它充分冷却为止@@。此功能非常适合驱动需要高@@初始浪涌电流的@@灯泡负载@@，并且还限制了高@@功率和@@温度波动对芯片的@@应力量@@。

具有自动重启功能的@@过温和@@电源保护防止器件因高@@功耗和@@过高@@的@@环境温度升高@@而过热@@。如果激活过温保护@@，器件将自行关断@@，直到@@@@它充分冷却并自动重试@@，假设输入@@为@@“高@@”。

关机状态开路负载检测在@@输入@@@@“高@@”之前提醒微控制器@@，与负载的@@连接已在@@关机状态下丢失@@。

电感式负载开关的@@输出钳位@@，在@@电感放电期间@@，输出钳位将安全地导通@@ FET 以处理电感放电电流@@。

图@@ 3：在@@接地@@短路@@/过载期间@@ TJ 如何发展@@

如需深入了解上桥@@@@SmartFET 如何工作@@@@，包括保护功能@@、电流检测@@等@@，请参阅我们的@@应用注释@@@@—带模拟电流检测@@的@@上桥@@@@@@ SmartFET 应用注释@@。

本文转载自@@：安森美@@半导体@@