MAX14914, MAX14914A,MAX14914B具有可设置限流功能、推挽驱动器选项和数字输入配置的高侧开关技术手册

概述
MAX14914、MAX14914A和MAX14914B是高侧/推挽驱动器系列，可用作工业数字输出(DO)和工业数字输入(DI)。MAX14914在DO和DI工作模式下均完全符合IEC 61131-2标准。高侧开关电流可通过电阻设置为135mA（最小值）至1.3A（最小值）。高侧驱动器在125 ^°^ C环境温度下的导通电阻为120mΩ（典型值）。可选的推挽操作用于驱动电缆和负载电容的快速放电。对于安全应用，通过DOI_LVL引脚来监控和指示输出电压。

配置为DI操作时，MAX14914系列符合1型、2型或3型输入特性。

MAX14914A为MAX14914的低DOI泄漏版本，可与MAX22000工业可配置模拟IO器件配合使用。MAX14914B具有高侧开关过流指示功能。
数据表：*附件：MAX14914, MAX14914A,MAX14914B具有可设置限流功能、推挽驱动器选项和数字输入配置的高侧开关技术.pdf

应用

• 可配置的数字输入/输出
• 工业数字输出和输入模块
• 电机控制
• 安全系统

特性

• 降低功耗和散热
  • TA = 125 ^°^ C时HS RON为240mΩ（最大值）
  • 高侧DO模式电源电流为0.9mA（典型值）
  • 用于1型、2型和3型数字输入的高精度内部限流器
• 增强系统稳健性
  • 通过SafeDemag™功能在电感不受限情况下安全关断
  • 60V电源容差
  • 准确的短路DO模式限流
  • ±2kV IEC 61000-4-5浪涌保护
  • ±20kV IEC 61000-4-2气隙放电ESD保护
  • ±7kV IEC 61000-4-2接触放电ESD保护
  • 环境工作温度范围：-40 ^°^ C至+125 ^°^ C
• 减少BOM数量和PCB空间
  • 小型4mm x 4mm TQFN封装
  • 用于快速关断感性负载的内部箝位
  • 片内5V稳压器
• 灵活易用
  • 可配置为数字输入或高侧/推挽数字输出
  • 低泄漏模式(MAX14914A)支持高精度AIO/DIO应用
  • 高侧开关具有可通过电阻设置的限流功能（135mA至1.3A）
  • 引脚可选1/3型或2型 DI操作
• 提高系统速度和吞吐量
  • 传播延迟低于2µs

框图

电特性

典型操作特性

引脚配置描述

数字输入操作

MAX14914 可用作工业数字输入。将 DI_EN 引脚驱动为高电平，以启用数字输入操作。2.3mA/7mA 内部电流吸收功能随即启用，DOI_LVL 逻辑输出呈现数字输入电压的反相值，且该输入电压符合 IEC61131 - 2 标准的 1 型、2 型或 3 型电平。在 DI 模式下，PP 引脚允许选择符合 IEC 标准的 1/3 型和 2 型输入特性。将 PP 引脚设置为低电平可实现 1/3 型兼容性，并将 SPL 引脚设置为高电平可实现 2 型兼容性。为使 DOI 数字输出电压高于 VDD 电平并防止出现竞争情况，可在 VDD 电源上串联一个外部 pMOS 肖特基二极管，如图 8 所示。或者，也可连接一个外部晶体管，其集电极与 24V 电源相连，如图 8 所示（仅适用于 MAX14914）。当 DI_EN 引脚为高电平时，pMOS 可由开路漏极 OV_D 输出（MAX14914 和 MAX14914A 专用）驱动。当 OV_D 引脚驱动 pMOS 保持导通时，外部 24V 电源即为 pMOS 的正向电压（即 pMOS 两端的电压）。当 DOI 电压低于电源电压时，MAX14914 通过外部电源为 DOI 引脚寄生供电，此时 DOI 电平为高电平（即 VDD 电平）。请注意，由于 2 型 DI 模式下功耗增加（PP 为高电平），尤其是在高输入电压下，7mA（典型值）电流吸收功能会在 DOI 电压超过 42.5V 时（典型值）关闭。

应用信息

布局注意事项

PCB 设计师应遵循以下关键建议，以便从设计中获得最佳性能：

• 使输入/输出走线尽可能短。避免使用过孔，为信号打造低电感路径。
• 在高速信号层下方设置完整的接地层。
• 应在 VDD 与 PGND 之间使用抑制器/瞬态电压抑制（TVS）二极管，以钳制 VDD 电源上的正向浪涌瞬变，并抑制来自 DOI 的浪涌。抑制器的耐压值应高于器件的最大工作电压，而击穿电压应低于 65V。由于大的 di/dt，长的现场电源电缆可能会在 VDD 电源上产生大的电压瞬变，因此建议在现场电源入口处的 VDD 线路上添加一个 10μF 的大电容。

浪涌保护

DOI 可抵御符合 IEC61000 - 4 - 5 标准的 ±2kV/42Ω 浪涌脉冲，因此 DOI 无需外部浪涌抑制措施。应在 VDD 与 PGND 之间使用抑制器/TVS 二极管（例如 SMBJ40A），以钳制 VDD 电源输入上的高浪涌瞬变，并抑制来自 DOI 的浪涌。TVS 的击穿电压应高于设备的最大工作电压，而最大钳位电压应低于 65V。

传导射频抗扰度

对于配置为 HS 模式且开关关闭的 DOI 驱动器，在 IEC61000 - 4 - 6 射频抗扰度测试期间不会开启。应在 DOI 输出与 PGND 之间连接一个 10nF 的电容。在 PP 模式下，DOI 上无需电容。

DOI 的反向电流

在 DO 模式下，流入 DOI 引脚的反向电流会使器件发热，甚至可能因热效应损坏器件。允许的反向电流取决于 VDD、环境温度和热阻。在 25°C 的环境温度下，DOI 引脚处的连续反向电流应限制为：VDD 为 40V 时 250mA，VDD 为 24V 时 400mA。使用 pMOS 晶体管或肖特基二极管可消除流入 24V 现场电源的反向电流路径。