矽力杰車(chē)規(guī)級(jí)多通道半橋驅(qū)動(dòng)

汽車(chē)行業(yè)電動(dòng)化和智能化的迅猛發(fā)展促使多路半橋驅(qū)動(dòng)芯片在直流電機(jī)、LED和繼電器驅(qū)動(dòng)以及高邊供電等域控器領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。ZCU要求多路半橋驅(qū)動(dòng)芯片具備低失效率，高集成度等特點(diǎn)且?guī)в斜Ｗo(hù)和診斷功能。

針對(duì)域控應(yīng)用的上述要求，矽力杰推出SA521xx系列多通道半橋驅(qū)動(dòng)芯片，該系列驅(qū)動(dòng)器最多集成12路半橋，每路半橋都有獨(dú)立的過(guò)流保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)等芯片防護(hù)功能，以及SPI診斷顯示。目前該系列芯片已達(dá)千萬(wàn)級(jí)出貨量，且無(wú)任何失效故障反饋，是一款智能、安全、高效的驅(qū)動(dòng)方案。

01

產(chǎn)品簡(jiǎn)介

矽力杰車(chē)規(guī)級(jí)SA521xx系列多通道半橋驅(qū)動(dòng)芯片，有多種通道半橋輸出可供選擇。單路半橋，H橋，半橋并聯(lián)等多種帶載方式變換便于實(shí)現(xiàn)較寬范圍內(nèi)的負(fù)載電流應(yīng)用。該方案已應(yīng)用在汽車(chē)熱管理系統(tǒng)中暖風(fēng)空調(diào)風(fēng)門(mén)驅(qū)動(dòng)，域控制器中后視鏡調(diào)節(jié)/折疊，閱讀燈，氛圍燈，指示燈以及繼電器等驅(qū)動(dòng)上。

矽力杰車(chē)規(guī)級(jí)半橋驅(qū)動(dòng)選型表

SA521xx

多通道半橋驅(qū)動(dòng)

◆6/8/12路半橋輸出

◆供電電壓范圍：4.5V~32V

◆低功耗模式

◆兼容5V/3.3V電源供電系統(tǒng)

◆ 支持5MHz SPI通訊

◆支持菊花鏈通信

◆ PWM可輸出頻率：80Hz,100Hz, 200Hz 和 2kHz，8位占空比分辨率

◆集成保護(hù)：過(guò)流保護(hù)，短路保護(hù)，開(kāi)路負(fù)載檢測(cè)，欠壓保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)和過(guò)溫保護(hù)

◆封裝：TSSOP24-E/QFN5x5-24

◆獲得汽車(chē)AEC-Q100 Grade 1認(rèn)證

*以8路輸出為例

02

驅(qū)動(dòng)電機(jī)原理及波形

電機(jī)負(fù)載運(yùn)行方式

SA521xx系列可使用半橋驅(qū)動(dòng)，H橋驅(qū)動(dòng)，半橋并聯(lián)驅(qū)動(dòng)等方式驅(qū)動(dòng)LED，繼電器或者直流電機(jī)，每個(gè)半橋獨(dú)立控制，以電機(jī)為例，可通過(guò)配置寄存器使SA521xx系列驅(qū)動(dòng)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行在以下幾個(gè)方式：正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)滑行，反轉(zhuǎn)滑行，正轉(zhuǎn)剎車(chē)，反轉(zhuǎn)剎車(chē)。下圖為OUT1,OUT2驅(qū)動(dòng)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行方式分解。

運(yùn)行波形

圖示為OUT1, OUT2帶感性負(fù)載，配置成80Hz, 25%占空比的波形，續(xù)流方式左圖是有源續(xù)流（功率管溝道續(xù)流）, 右圖是無(wú)源續(xù)流（功率管體二極管續(xù)流）。波形平穩(wěn)順滑，輸出頻率穩(wěn)定，占空比精準(zhǔn)，保證電機(jī)負(fù)載穩(wěn)定運(yùn)行。

另外，SA521xx系列也可以配置成其他的頻率（80Hz, 100Hz, 200Hz, 2kHz）和占空比（0%~100%）， 8位分辨率，這意味著占空比的精度可達(dá)1/255，約是0.4%。因此通過(guò)軟件合理配置占空比可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的精準(zhǔn)調(diào)速和LED調(diào)光，并且在啟動(dòng)過(guò)程中，若功率管的開(kāi)通時(shí)間小于功率管的過(guò)流保護(hù)濾波時(shí)間還可實(shí)現(xiàn)大負(fù)載電容條件下的軟啟動(dòng)應(yīng)用。

保護(hù)功能

SA521xx系列產(chǎn)品內(nèi)部集成了多種保護(hù)功能：

過(guò)流保護(hù)模塊：檢測(cè)每個(gè)橋臂功率管的驅(qū)動(dòng)電流，一旦超過(guò)電流保護(hù)閾值將自動(dòng)關(guān)閉功率管。

過(guò)壓保護(hù)及欠壓保護(hù)模塊：監(jiān)測(cè)輸入電壓值，一旦輸入電壓過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致功率管停止輸出，但當(dāng)電壓返回到正常范圍時(shí)，輸出又自動(dòng)恢復(fù)。

過(guò)熱警報(bào)及過(guò)熱保護(hù)模塊：當(dāng)產(chǎn)品溫度超過(guò)報(bào)警閾值，產(chǎn)品可通過(guò)SO引腳發(fā)出警報(bào)標(biāo)志位，當(dāng)產(chǎn)品溫度超過(guò)保護(hù)閾值，功率管會(huì)自動(dòng)停止輸出，直到溫度降低又自動(dòng)恢復(fù)。

開(kāi)路監(jiān)測(cè)模塊：在功率管處于激活狀態(tài)下可以檢測(cè)負(fù)載開(kāi)路情況，一旦開(kāi)路發(fā)生，相應(yīng)的狀態(tài)寄存器會(huì)置位，是否關(guān)閉功率管可通過(guò)寄存器配置。

以上故障發(fā)生會(huì)觸發(fā)nFAULT引腳報(bào)警，下圖以過(guò)流保護(hù)為例闡釋其保護(hù)原理。