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8通道1Ω车载低边驱动全新发布!具备跛行模式,支持负载开路诊断功能!

2024/03/18

针对汽车电气化与智能化涌现出越来越多的高压继电器、车身LED、单极性步进电机等负载,纳芯微推出全系列车规级低边驱动产品以满足不同通道电流,集成度与诊断的需求。如下表所示,纳芯微低边系列产品覆盖1/2/4/8通道不同阻值系列,其中NSD11/12系列为单/双通道90~300mΩ低边系列;NSD5604-Q1为最高支持55V耐压的4通道低边驱动,非常适合应用于商用车24V平台控制器应用;全新8通道低边驱动NSD56008-Q1产品具备跛行模式并支持负载开路诊断功能。

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纳芯微车规级低边驱动系列产品矩阵

NSD56008-Q1产品特性

工作电压:4.5V – 28V

8通道1Ω低边驱动,每通道典型负载电流330mA

16位SPI通信,支持并联和菊花链模式,兼容8位SPI通信

2个兼容CMOS的输入引脚IN0和IN1,可映射到输出端口

全功能检测及保护:过载,过温诊断及保护,过压保护和开路诊断。

支持跛行模式

支持并联模式

工作温度:Tj=-40°C~150°C

封装形式:HTSOP24

AEC-Q100认证

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图1:NSD56008-Q1芯片功能框图


1)输入IO映射功能(Input Mapping)

NSD56008-Q1提供IN0和IN1两个输入控制引脚,在默认模式下分别控制输出通道OUT2和输出通道OUT3,同时也可以通过映射地址寄存器(mapping registers) MAP_IN0和MAP_IN1将IN0和IN1映射到任意一个输出通道,以实现PWM控制任意输出通道,该功能可广泛应用于散热风扇模组调速控制与LED亮度调节等场景。

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2:NSD56008-Q1的两个输入端口及映射模式

2)跛行模式(Limp Home)

针对汽车发生故障后需要保持持续工作的要求,当芯片IDLE 引脚为“低电平”且其中一个输入引脚(IN0或者IN1)设置为“高电平”时,NSD56008-Q1进入跛行模式(Limp Home Mode),IN0与IN1默认映射到输出通道OUT2与OUT3,可用于保持特定负载/继电器持续工作,所有其他输出通道均关闭。在跛行模式下,为防止MCU可能出现的"不可控操作",NSD56008-Q1寄存器仅支持读取,不支持寄存器写入操作。MCU可通过输入状态寄存器(Input Status Monitor)监控 NSD56008-Q1 INx的状态是否与配置相符; 同理,通过输出状态寄存器(Output Status Monitor)监控OUTx负载工作状态是否正常。

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3:NSD56008-Q1工作模式状态机

3)有源钳位(Active Clamping)

钳位能量是衡量低边开关在驱动感性负载以实现快速退磁功能的一项重要指标,退磁能量与感性负载电感值、负载电流、钳位电压与退磁时间相关。钳位能量衡量指标主要分为单次脉冲能量耗散(single pulse)和重复脉冲能量耗散(repetitive pulses)。单次脉冲能量耗散衡量的是低边驱动全生命周期不损伤芯片的情况下,短时间能够承受的最大能量耗散值;重复脉冲能量耗散衡量的是低边驱动在周期性关断过程中在不会因为累积效应对芯片造成损伤情况下所吸收的单次退磁能量值。

NSD56008-Q1常用于驱动小电流感性负载例如12V继电器,25度摄氏度下,最大平均电流为300mA左右,85摄氏度条件下,最大平均电流为200mA左右。根据其实际应用负载电流并考虑充足余量的情况下,在负载电流580mA测试中,NSD56008-Q1单次脉冲测试可承受120mJ以上能量耗散(datasheet 中降额为50mj@440mA, 25℃)。重复脉冲测试中单次能量耗散为20mJ(datasheet中降额为10mj@440mA, 85℃),其在环境温度85度情况下,完成200万次关断操作后仍然保持功能正常。

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4:NSD56008-Q1 感性负载关断 - Single Pulse 单脉冲关断能量 - 25摄氏度


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5:NSD56008-Q1 感性负载关断 - Repetitive Pulse 重复多次脉冲关断能量 - 200万次反复关断 - 85摄氏度


4)诊断和保护(Diagnosis & Protection)

NSD56008-Q1配备丰富的保护与诊断功能,分别提供逻辑供电与功率供电欠压保护;每个通道独立设计过载与过温保护,各过温过载以及负载状态的诊断信息通道间相互独立并能够通过寄存器汇报到MCU,一个通道的错误状态不会影响其他通道正常工作。

保护功能:

VDD欠压保护

VS欠压保护

每通道独立过载与过温保护

诊断功能:

芯片工作模式监控

输入与输出IO状态监控

输出通道过载与过温状态监控

输出通道开路诊断

通信错误诊断


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6:NSD56008典型应用图

纳芯微低边驱动产品系列选型表

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