矽力杰车规级多通道半桥驱动

 

汽车行业电动化和智能化的迅猛发展促使多路半桥驱动芯片在直流电机、LED和继电器驱动以及高边供电等域控器领域得到广泛应用。ZCU要求多路半桥驱动芯片具备低失效率，高集成度等特点且带有保护和诊断功能。

针对域控应用的上述要求，矽力杰推出SA521xx系列多通道半桥驱动芯片，该系列驱动器最多集成12路半桥，每路半桥都有独立的过流保护，过压保护等芯片防护功能，以及SPI诊断显示。目前该系列芯片已达千万级出货量，且无任何失效故障反馈，是一款智能、安全、高效的驱动方案。

 

 

 

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产品简介

矽力杰车规级SA521xx系列多通道半桥驱动芯片，有多种通道半桥输出可供选择。单路半桥，H桥，半桥并联等多种带载方式变换便于实现较宽范围内的负载电流应用。该方案已应用在汽车热管理系统中暖风空调风门驱动，域控制器中后视镜调节/折叠，阅读灯，氛围灯，指示灯以及继电器等驱动上。

矽力杰车规级半桥驱动选型表

 

SA521xx

多通道半桥驱动

◆ 6/8/12路半桥输出

◆ 供电电压范围：4.5V~32V

◆ 低功耗模式

◆ 兼容5V/3.3V电源供电系统

◆ 支持5MHz SPI通讯

◆ 支持菊花链通信

◆ PWM可输出频率：80Hz,100Hz, 200Hz 和 2kHz，8位占空比分辨率

◆ 集成保护：过流保护，短路保护，开路负载检测，欠压保护，过压保护和过温保护

◆ 封装：TSSOP24-E/QFN5x5-24

◆ 获得汽车AEC-Q100 Grade 1认证

*以8路输出为例

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驱动电机原理及波形

 

 

 

 

电机负载运行方式

SA521xx系列可使用半桥驱动，H桥驱动，半桥并联驱动等方式驱动LED，继电器或者直流电机，每个半桥独立控制，以电机为例，可通过配置寄存器使SA521xx系列驱动电机负载运行在以下几个方式：正转，反转，正转滑行，反转滑行，正转刹车，反转刹车。下图为OUT1,OUT2驱动电机负载运行方式分解。

 

 

 

 

 

运行波形

图示为OUT1, OUT2带感性负载，配置成80Hz, 25%占空比的波形，续流方式左图是有源续流（功率管沟道续流）, 右图是无源续流（功率管体二极管续流）。波形平稳顺滑，输出频率稳定，占空比精准，保证电机负载稳定运行。

另外，SA521xx系列也可以配置成其他的频率（80Hz, 100Hz, 200Hz, 2kHz）和占空比（0%~100%）， 8位分辨率，这意味着占空比的精度可达1/255，约是0.4%。因此通过软件合理配置占空比可实现电机的精准调速和LED调光，并且在启动过程中，若功率管的开通时间小于功率管的过流保护滤波时间还可实现大负载电容条件下的软启动应用。

 

 

 

 

保护功能

SA521xx系列产品内部集成了多种保护功能：

过流保护模块：检测每个桥臂功率管的驱动电流，一旦超过电流保护阈值将自动关闭功率管。

过压保护及欠压保护模块：监测输入电压值，一旦输入电压过高或者过低都会导致功率管停止输出，但当电压返回到正常范围时，输出又自动恢复。

过热警报及过热保护模块：当产品温度超过报警阈值，产品可通过SO引脚发出警报标志位，当产品温度超过保护阈值，功率管会自动停止输出，直到温度降低又自动恢复。

开路监测模块：在功率管处于激活状态下可以检测负载开路情况，一旦开路发生，相应的状态寄存器会置位，是否关闭功率管可通过寄存器配置。

以上故障发生会触发nFAULT引脚报警，下图以过流保护为例阐释其保护原理。