LM74720-Q1 具有有源整流和负载突降保护功能的汽车级低 IQ 理想二极管控制器数据手册

LM74720-Q1 理想二极管控制器可驱动和控制外部背靠背 N 沟道 MOSFET，以模拟具有电源路径开/关控制和过压保护功能的理想二极管整流器。3V 至 65V 的宽输入电源可保护和控制 12V 和 24V 汽车电池供电的 ECU。该器件可以承受并保护负载免受低至 –65 V 的负电源电压的影响。集成的理想二极管控制器 （GATE） 驱动第一个 MOSFET，以取代肖特基二极管，以实现反向输入保护和输出电压保持。具有快速导通和关断比较器的强大升压稳压器可确保在汽车测试（如 ISO16750 或 LV124）期间实现稳健高效的 MOSFET 开关性能，其中 ECU 会受到输入短时中断和高达 100kHz 频率的交流叠加输入信号的影响。运行时 35 μA（最大值）的低静态电流可实现始终开启的系统设计。在电源路径中具有第二个 MOSFET，该器件允许使用 EN 引脚进行负载断开控制。当 EN 为低时，静态电流降至 3.3 μA（最大值）。该器件具有可调节的过压截止保护功能，用于负载突降保护。
*附件：lm74720-q1.pdf

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下
  • 器件温度等级 1：-40°C 至 +125°C 环境工作温度范围
  • 器件 HBM ESD 分类 2 级
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C4B
• 3V 至 65V 输入范围
• 低至 –65 V 的反向输入保护
• 低静态电流，工作时 35 μA（最大值）
• 3.3μA（最大值）的低关断电流（EN = 低）
• 具有 17mV A 至 C 正向压降调节的理想二极管作
• 驱动外部背靠背 N 沟道 MOSFET
• 集成 29mA 升压稳压器
• 对反向电流阻断的快速响应：0.5 μs
• 高达 100 kHz 的有源整流
• 可调过压保护
• 通过合适的 TVS 二极管满足汽车ISO7637瞬态要求
• 采用节省空间的 12 引脚 WSON 封装
• 与 LM74721-Q1 引脚对引脚兼容

参数

方框图

概述

LM74720-Q1 是一款适用于汽车应用的低静态电流理想二极管控制器，具备主动整流和负载断电保护功能。该控制器通过驱动外部背对背连接的N沟道MOSFET来模拟理想二极管，同时提供过压保护和负载断开控制。

主要特性

• ‌AEC-Q100认证‌：符合汽车级标准，适用于-40°C至+125°C的环境温度范围。
• ‌宽输入电压范围‌：支持3V至65V的输入电压，适用于12V和24V汽车电池系统。
• ‌反向输入保护‌：可承受高达-65V的反向输入电压，保护负载免受损害。
• ‌低静态电流‌：工作模式下最大静态电流为35µA，关机模式下最大为3.3µA。
• ‌主动整流‌：提供高达100kHz的快速响应反向电流阻断。
• ‌可调过压保护‌：通过外部电阻分压器设置过压保护阈值。
• ‌空间节省封装‌：采用12引脚WSON封装，尺寸为3.0mm × 3.0mm。

引脚配置与功能

• ‌GATE‌：二极管控制器门极驱动输出，连接至外部MOSFET的门极。
• ‌A‌：理想二极管的阳极，连接至外部MOSFET的源极。
• ‌VSNS‌：电压感应输入。
• ‌SW‌：电压感应断开开关端子，与VSNS内部连接。
• ‌OV‌：可调过压阈值输入。
• ‌EN‌：使能输入，控制设备的工作模式和关机模式。
• ‌GND‌：系统地。
• ‌PD‌：下拉连接，用于外部负载断开FET的控制。
• ‌LX‌：内部升压调节器的开关节点。
• ‌CAP‌：升压调节器输出，提供驱动电压。
• ‌VS‌：供电电压引脚。
• ‌C‌：理想二极管的阴极，连接至外部MOSFET的漏极。
• ‌RTN‌：暴露的热焊盘，保持浮动，不连接至地平面。

电气特性

• ‌供电电压范围‌：3V至65V。
• ‌静态电流‌：工作模式下典型值为27µA至32µA，关机模式下为3.3µA。
• ‌门极驱动电压‌：GATE引脚输出电压为9.5V至13V。
• ‌升压调节器输出‌：CAP引脚输出电压为13V至15.5V，具有1.1V的滞回电压。
• ‌过压保护阈值‌：可调，范围为1.03V至1.33V。

功能描述

• ‌理想二极管操作‌：通过GATE引脚驱动外部MOSFET，模拟理想二极管，提供低至17mV的正向电压降。
• ‌负载断开控制‌：通过PD引脚控制外部负载断开FET，实现电源路径的ON/OFF控制。
• ‌过压保护‌：监测输入电压，当超过设定的过压阈值时，关闭门极驱动，保护负载。
• ‌主动整流‌：快速响应反向电流，确保在输入电压变化时MOSFET的可靠切换。
• ‌升压调节器‌：提供稳定的驱动电压，确保在高输入电压波动下的性能稳定。

应用与实现

• ‌典型应用‌：包括12V反向电池保护应用，展示了如何配置LM74720-Q1以实现反向电池保护、过压保护和负载断开控制。
• ‌设计考虑‌：包括MOSFET的选型、升压调节器组件的选择、输入和输出电容的配置、过压保护电阻分压器的设计以及布局指导。
• ‌TVS选择‌：提供了针对12V和24V电池系统的TVS选择指南，以确保在瞬态电压下的保护。

封装与订购信息

• ‌封装类型‌：12引脚WSON封装。
• ‌订购信息‌：提供LM74720-Q1的订购信息，包括封装类型、引脚数量和RoHS状态。

文档与支持

• ‌相关文档‌：包括数据手册、应用笔记和用户指南。
• ‌社区支持‌：通过TI E2E支持论坛获取设计帮助和解答。

注意事项

• 在使用LM74720-Q1时，应确保输入电压不超过最大额定电压，以避免损坏设备。
• 在选择外部MOSFET时，应考虑其最大漏源电压、漏极电流和导通电阻等参数，以满足应用需求。
• 布局时应遵循提供的布局指南，以确保最佳性能和可靠性。