ST新款四路低邊驅(qū)動(dòng)一體化解決方案

我們最近推出的首款集成式四路低邊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)IPS4260L使我們能夠更好地滿足市場(chǎng)和設(shè)計(jì)需求，有些應(yīng)用往往不會(huì)選擇高邊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)。例如，它可以在消費(fèi)級(jí)和工業(yè)應(yīng)用中用于閥門(mén)或電機(jī)控制，也可以用于可編程邏輯控制、PC外設(shè)或更多一般應(yīng)用。其獨(dú)特之處在于高速單片架構(gòu)和兩個(gè)診斷引腳，以及非耗散過(guò)載和每通道熱保護(hù)，因此能夠提供堅(jiān)固耐用的智能型系統(tǒng)。其集成式設(shè)計(jì)還意味著工程師可以受益于更簡(jiǎn)單的一體化器件，而不必采用離散解決方案。

作為四路驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，它使用四條獨(dú)立且受保護(hù)的通道，管理多達(dá)四個(gè)負(fù)載（無(wú)論負(fù)載是電容性、電阻性，還是電感性），而它的低邊驅(qū)動(dòng)意味著電流通過(guò)開(kāi)關(guān)后接地，且負(fù)載直接連接到電源。歐洲和美洲地區(qū)傾向于優(yōu)先選擇高邊器件，這些器件在電源處進(jìn)行切換，并將負(fù)載接地。后者往往提供更安全的開(kāi)關(guān)操作，因?yàn)殡娫床恢苯舆B接到負(fù)載。另一方面，低邊驅(qū)動(dòng)更容易實(shí)現(xiàn)，而且它通常允許元件具有較高的RDS(on)，這就解釋了為什么亞洲制造商長(zhǎng)期以來(lái)更喜歡這種方法，以及為什么這些市場(chǎng)通常優(yōu)先考慮這些解決方案。

然而，當(dāng)我們決定推出自己的首款集成式四路低邊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)，我們無(wú)疑想帶來(lái)一些新的東西，我們通過(guò)智能保護(hù)和診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。

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具有保護(hù)功能的四路低邊智能驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)

通常，智能保護(hù)和檢測(cè)系統(tǒng)這些功能存在于高邊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)。實(shí)際上，低邊離散解決方案也可以實(shí)現(xiàn)，但是它們要求使用很多額外的組件。因此，我們決定把這些功能集成起來(lái)，以便帶來(lái)一種更全面的器件。智能保護(hù)是指當(dāng)負(fù)載失效或出現(xiàn)特定故障時(shí)，對(duì)安裝了智能保護(hù)系統(tǒng)的器件和模塊進(jìn)行保護(hù)的功能。例如，我們保護(hù)IPS4260L不受溫度過(guò)高的影響，即使發(fā)生短路，如果結(jié)溫超過(guò)特定閾值，我們會(huì)選擇性地關(guān)閉通道。

用戶還可以配置低耗散短路保護(hù)。利用外部電阻設(shè)置過(guò)流閾值和內(nèi)部計(jì)數(shù)器來(lái)決定下一次重啟時(shí)間。類(lèi)似地，我們嵌入了欠壓鎖定功能，如果電源太不穩(wěn)定并下降到一定水平以下，就會(huì)關(guān)閉器件。此外，增加一個(gè)非常便宜的瞬態(tài)電壓抑制二極管（系統(tǒng)可以在所有輸出通道之間共享）大大提高了開(kāi)關(guān)的感應(yīng)負(fù)載退磁能力和浪涌脈沖穩(wěn)健性。最后，我們還提供負(fù)載接地和VCC斷開(kāi)保護(hù)，以防止嚴(yán)重故障。

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具有診斷功能的四路低邊智能驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)

我們還集成了一個(gè)智能診斷架構(gòu)，當(dāng)其中一個(gè)內(nèi)置保護(hù)生效時(shí)，該架構(gòu)使用兩個(gè)開(kāi)漏信號(hào)向微控制器（MCU）告警。讓我們以過(guò)載為例，過(guò)載會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱，從而占用一個(gè)或多個(gè)通道的過(guò)溫保護(hù)。在這種情況下，器件首先激活內(nèi)置的智能防護(hù)措施來(lái)保護(hù)自己。然后它將使用FLT和INx信號(hào)向MCU報(bào)告事件。另一個(gè)例子是負(fù)載開(kāi)路檢測(cè)功能。如果負(fù)載由于斷線而從LOADx引腳斷開(kāi)，OL引腳將向MCU發(fā)送一個(gè)信號(hào)。

因此，開(kāi)發(fā)人員可以創(chuàng)建復(fù)雜的算法來(lái)響應(yīng)各種情況，并編寫(xiě)替代行為來(lái)保護(hù)設(shè)計(jì)和更好地面對(duì)意外事件。例如，如果我們回到低耗散短路保護(hù)機(jī)制，我們看到電流流經(jīng)IPS4260L功率級(jí)，它的上限取決于外部電阻設(shè)定的閾值。標(biāo)志向MCU發(fā)出警告，功率級(jí)只有在你所配置的延遲過(guò)后才重新啟動(dòng)，而工作于較低平均溫度下的系統(tǒng)則在二次啟動(dòng)時(shí)確定了問(wèn)題是否仍然存在。因此，得到多個(gè)標(biāo)志的MCU可以反過(guò)來(lái)采取更復(fù)雜的行動(dòng)對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行回應(yīng)。

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電阻很小且符合IEC-61131-2標(biāo)準(zhǔn)的硅片

IPS4260L是單個(gè)晶圓，即其所有功能都在硅片上，其實(shí)，如果我們采用更簡(jiǎn)單的方法，晶圓的尺寸會(huì)更大。然而，我們選擇這種方法是因?yàn)槲覀冎溃覀兊闹圃旃に嚧_保我們能夠創(chuàng)建可靠且獨(dú)特的元件。事實(shí)上，它的性能在這種架構(gòu)中名列前茅，因?yàn)槲覀兊湫偷腞DS(on)只有0.26Ω，這意味著開(kāi)關(guān)本身的功率損耗最小，因此能夠提高產(chǎn)品的整體效率。實(shí)際上，分離的低邊驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)更為常見(jiàn)，但創(chuàng)建一體化解決方案要復(fù)雜得多。因此，我們能夠提供優(yōu)良的性能和令人印象深刻的功能集成，以此推動(dòng)行業(yè)變革。

該器件的質(zhì)量和穩(wěn)定性也體現(xiàn)在它的一些基本特性上，例如其寬廣的工作電壓范圍（從8V到50V）。由于該部件主要用于24V應(yīng)用，工程師們希望有足夠的余量，可以承受飆升的電壓峰值或較大幅度的電壓下降。事實(shí)上，我們根據(jù)IEC-61131-2標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于可編程控制器的要求設(shè)計(jì)并測(cè)試了我們的新器件。如果團(tuán)隊(duì)使用來(lái)自不同制造商的多個(gè)外部組件，則必須進(jìn)行更詳盡的測(cè)試，以確保選擇的所有組件都滿足這些需求。因此，那些青睞我們驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的工程師明白，IPS4260L已經(jīng)準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)嚴(yán)苛的工業(yè)環(huán)境，而他們也將更容易通過(guò)嚴(yán)格的行業(yè)認(rèn)證。

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評(píng)估板和GUI是運(yùn)用IPS4260L的第一步

希望開(kāi)始體驗(yàn)IPS4260L的團(tuán)隊(duì)可以獲取STEVAL-IFP029V1，該評(píng)估板將允許您監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)的通道、性能和安全特性。他們能夠改變延遲時(shí)間，而如果某事件觸發(fā)熱保護(hù)或短路保護(hù)，板上的LED將提醒用戶。此外，我們還提供STSW-IPF029GUI，該圖形用戶界面提供驅(qū)動(dòng)STEVAL-IFP029V1（在穩(wěn)定狀態(tài)下）或PWM的選項(xiàng)，同時(shí)還提供圖形選項(xiàng)用于配置計(jì)時(shí)器，該計(jì)時(shí)器將定義系統(tǒng)檢查器件狀態(tài)的頻率。

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