STEVAL-L99MH98评估板技术解析与应用指南

科技观察员 2025-10-16 334

描述

STMicroelectronics STEVAL-L99MH98评估板是一款低成本工具，设计用于评估L99MH98智能功率器件，采用VFQFN48L封装（带裸露焊盘）。L99MH98是一款集成式八通道半桥前置驱动器，专门用于控制多达16个N沟道MOSFET。该前置驱动器设计用于直流电机控制应用，如汽车动力座椅控制或其他应用。24位串行外设接口 (SPI) 用于配置和控制八个半桥或四个半桥。SPI状态寄存器提供高级诊断信息，例如电源电压监控、电荷泵电压监控、温度警告和过热关断。每个栅极驱动器独立监控相关外部MOSFET漏源电压的故障情况。L99MH98支持外部MOSFET上的间接电流测量，从而节省成本并降低系统复杂性，避免使用分流电阻器。

数据手册：*附件：STMicroelectronics STEVAL-L99MH98 评估板数据手册.pdf

对外部MOSFET进行更高效的栅极电流控制（称为"三级栅极电流“），可降低和优化电磁干扰 (EMI)。保护特性（用于短路检测的漏源监控、过热警告和关断、用于MCU控制的超时看门狗以及通过SPI实现的详细断态诊断）确保ASIL-B达到ISO 26262标准。得益于扩展连接器，STMicroelectronics STEVAL-L99MH98可完全控制L99MH98通信接口 (SPI) 和并行输入/输出。该评估板还可通过图形用户界面 (GUI) 进行控制。

特性

工作输入电压范围
- ~~VDH~~ ：6V至28V
- Vdd ：5V/3.3V
八通道半桥或四通道半桥预驱动器
用于控制和诊断的SPI通信接口
可编程栅极电流：高达120mA
发生故障时完全可配置的半桥驱动器
采用优化物料清单的评估板设计
EN输入
Vds 监控
漏源监控，用于短路检测
的可调节输出
- 8个半桥/4个全桥前置驱动器
- 8通道，驱动高达8个高侧/低侧mosfet，10A
- GAIN引脚输出
三个PWM输入
支持高侧和低侧PWM
可配置过压阈值
采用VFQFPN48L封装的L99MH98
4层200mm x 100mm PCB
符合RoHS标准

示意图

低成本

‌STEVAL-L99MH98评估板技术解析与应用指南‌

STMicroelectronics推出的STEVAL-L99MH98评估板是专为L99MH98可配置八路半桥预驱动器设计的开发平台，适用于汽车电子及工业电机控制领域。该评估板通过优化设计实现了对16个N沟道MOSFET的精准驱动，支持SPI通信与多重保护机制，是开发高可靠性电机控制系统的理想工具。以下从核心特性、硬件设计、应用场景三个维度进行技术解析。

一、核心特性

‌灵活驱动架构‌
- 支持八路半桥或四路H桥配置，每路驱动电流最高120mA，可控制16个外置MOSFET（如STL76DN4LF7AG）
- 集成三阶段栅极电流控制技术，有效降低EMI（电磁干扰）
‌智能诊断保护‌
- 通过SPI接口实时监测电源电压、电荷泵状态及温度（支持ISO 26262 ASIL-B功能安全等级）
- 具备漏源电压监测功能，可检测MOSFET短路故障，避免使用分流电阻简化系统设计
‌接口与控制‌
- 24位SPI接口用于参数配置与状态读取
- 提供3路PWM输入，支持高/低边独立PWM控制
- 配套图形用户界面(GUI)简化调试流程

二、硬件设计要点

‌电源架构‌
- 输入电压范围：VDH 6-28V（主电源），VDD 5V/3.3V（逻辑电源）
- 关键元件：
  - 输入滤波采用220μF/63V电解电容（如C17-C19）
  - 栅极驱动电阻选用100kΩ（R17/R18）优化开关速度
‌PCB布局建议‌
- 4层板设计（200×100mm），功率地与信号地分离
- 大电流路径（如MOSFET驱动回路）采用短而宽的走线
- 敏感信号线（SPI、PWM）远离功率器件布局

三、典型应用场景

‌汽车电子‌
- 电动座椅调节、方向盘位置控制
- 天窗/车窗升降系统（支持20kHz PWM频率）
‌工业控制‌
- 小型直流电机调速（2A持续电流）
- 自动化执行机构驱动
‌安全关键系统‌
- 通过drain-source监控实现短路保护
- 看门狗定时器防止MCU失控

‌设计注意事项‌

调试时建议使用配套GUI监测SPI寄存器状态
外置MOSFET需匹配评估板推荐的STL76DN4LF7AG参数
完整BOM清单见数据手册第8页（含Wurth Elektronik电容、Vishay二极管等关键器件）

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