百年汽车发展,智能化浪潮正在不断重构汽车产品和整个汽车产业链,在这个过程中,高边开关作为关键的电子元件,在汽车系统中的应用也越来越广泛。一方面,随着自动化功能的增加,车辆上的负载点也在不断增多,从而加大了高边开关的需求。
另一方面,随着智能驾驶等级的提升,传统的保险丝和继电器逐渐被高边开关所替代。保险丝和继电器作为常用的开关方式,优点是成本低,但无法实现复杂的保护和诊断功能,面对日益复杂的需求,其限制也变得更加明显,此时,选择高性能的高边开关是一种最优解。
帝奥微最新推出的四通道120mΩ的智能高边开关DIA74H120,可以很好地取代传统的保险丝和继电器,用于车身域控制器中的非常配电,驱动一些小功率控制器,比如香熏控制器,PM2.5,毫米波雷达,组合惯性导航等。相比于传统的开关,DIA74H120具有完整的故障诊断和保护功能,高精度的电流检测,更高的可靠性以及重启的可能性。
当驱动不同类型的负载时,DIA74H120可以提供出色的短路、过流和过热保护。此外,DIA74H120还可以用于摄像头的POC供电,BMS系统中高压继电器的高低边控制,各种内饰小灯,指示灯的驱动等。
产品性能
• 符合AEC-Q100标准
• 具有丰富诊断功能的120mΩ智能高边开关
版本A:四个开漏输出的报错引脚
版本B:电流检测输出
• 宽输入电压范围:3.4~40V
• 超低的待机功耗, < 500nA under TJ = 125°C
• 高精度电流检测:负载大于25mA时精度为 ±10% ,负载为5mA时精度为±30%
• 限流值可调,负载大于500mA时精度为±20%
• 完整的诊断和保护功能
通过(内部或外部)电流限制实现短地保护
热关断(锁存或自恢复)以及热调节
感性负载负压钳位,优化的压摆率实现更好的EMI性能
失地和掉电池保护
• 完整的诊断功能
过流和短地保护
开路和短电池检测
用于实现快速中断的全局故障引脚
• 根据AEC-Q100-012 Grade A等级测试标准,通过了>100万次接地短路测试
• 封装:EP-TSSOP28,4.4mm*9.7mm
产品特性
高精度电流采样
高精度的电流检测功能,可以精确地将负载电流值转换为相应的电压值。
主要有两方面的好处,一方面可以准确识别线路过载及短路故障,做到可靠保护,进而降低对线径裕量的要求;
另一方面可以很好地区分空载和负载开路两种工况,这两种工况下的电流都是毫安级别的小电流,DIA74H120在负载为5mA时的精度可达到±30%,可以确保两种工况的检测不会出现交叉现象。
可灵活调节的限流功能
支持内部固定限流和外部可调限流两种模式。限流的灵活调节可以帮助客户节省线束成本。为了满足不同负载的需求,固定的限流值一般会设置为一个很高的值,那就需要为这个限流值匹配一个很高规格的线束,如果限流可调,比如短路发生时可以根据具体项目的使用场景调节合适的限流值,以此来选择最低规格的线束。
支持阻性
容性和感性负载
1.阻性负载,VS=13.5V,INx=5V@1KHz,CL=GND,Rload=9Ω
2.容性负载,VS=12V,I_current limit=1.3A,Rload=30Ω,CL=82uF,INx=5V@5ms
3.感性负载,VS=13.5V,Lload=25mH,INx=5V@1.5ms
感性负载关断瞬间,由于电感电流不能突变的特性,负载两端的电压极性突然翻转,高边开关输出端瞬间变为负电压;VDS压差的增加可以加快电感上能量的释放,但是压差过大又会损坏POWER FET,为了防止POWER FET在电流减小期间被损坏,芯片内置了VDS钳位功能,既能保证芯片处于安全范围内又能确保能量的快速释放。此外,输出压摆率的优化还可以使得芯片自身的EMI降到最低。
高可靠性的短地保护
短地保护分为两种,软短路和硬短路。硬短路之所以硬,是因为相比于软短路,少了芯片启动时的软启动限制,导致短路故障发生时,输出电流会在极短的时间内冲到很高的值。内部的闭环限流来不及响应这个故障,所以芯片还内置了一个快速限流,响应时间在1us之内。
DIA74H120根据AEC-Q100-012短路可靠性测试 Grade A标准,已通过大于1000000次的接地短路测试。
热保护
为了进一步提升芯片的可靠性,除了绝对温度保护,DIA74H120还内置了相对温度保护功能。
比如芯片因短路故障等,POWER FET温度迅速升高,一旦POWER FET与芯片控制部分的温差超过60℃时,输出立即关断。对于THER=LOW,热关断处于自动恢复模式。当温度差降低到回滞以下时,输出自动恢复;如果故障持续,当芯片结温达到热关断阈值时,输出关断,重启后输出电流会被限制在设定限流值的65%,以防止芯片出现快速的不断重复的热关断行为。
在车身域控制器系统中,除了上面介绍到的小电流的高边开关的应用,更多的是大电流高边开关的需求,比如车灯照明,加热丝,电磁阀,泵的驱动等,对此,帝奥微做了全系列的产品布局,可以完美覆盖汽车电子对高边开关的各种需求。
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