TPIC84000-Q1汽车级低频天线驱动器总结

低频（LF）天线驱动器专用于需要被动进入或被动启动作控制的汽车应用。它支持最多八个独立驱动单元，由MOSFET晶体管组成。该设备还集成了先进的诊断、保护和监控功能。
*附件：tpic84000-q1.pdf

特性

• 输出级由八个可编程半桥MOSFET驱动器
  组成（可配置为半桥、全桥或并联），向每个线圈提供调
  制电流
• 线性模式输出：产生由微控制器控制
  的正弦波电压
• 输出级对短时间和过热进行了过载保护
• 驱动控制和诊断模块通过SPI数据驱动MOSFET
  的闸极
• 天线诊断：短路至GND，短路至VBAT，以及通过电流测量实现开路负载
• 分频器模块从输入时钟
  （主控制器）产生内部频率;用于内部逻辑
• 复杂的故障检测与处理
• HTSSOP（PWP）28针封装
• 工作温度范围：
  –40°C 至 +105°C
• 应用
  • 汽车被动启动与被动进入应用
    TPIC84134-Q1 是德州仪器（TI）推出的汽车级低频（LF）天线驱动器，专为被动进入 / 被动启动（PEPS）系统设计，核心优势为 8 路可编程半桥 MOSFET 驱动、集成正弦波生成与完善的诊断保护功能，支持 SPI 控制，适配汽车门禁、启动授权等场景，符合汽车级可靠性要求，工作温度覆盖 - 40°C~105°C。

一、核心产品参数

1. 基础性能指标

• 驱动能力 ：8 路半桥输出，可配置为半桥、全桥或并联桥模式；单路输出峰值电流 1.2A，连续电流 3A，支持 134.2kHz 正弦波载波传输。
• 输出特性 ：正常模式输出电压峰峰值 1V~32V（可编程），销毁位（Destroy Bits）模式默认 500mVpp；增益误差最大 ±10%，偏移误差最大 ±0.3V，总谐波失真（THD）最大 6.4%。
• 通信与控制 ：SPI 接口最高时钟频率 3MHz，支持 64 位帧结构（8 位命令 + 56 位数据），含 2 个数据缓冲器（共 112 位），支持自动发送与触发发送模式。
• 诊断精度 ：集成 5 位 ADC 用于电流检测，测量精度 ±2.5 LSB，可监测开路、短路（对地 / 电源）及过载故障，电流检测阈值 0.15A（DC）、0.9A（AC 峰值）。

2. 环境与封装

• 工作温度：-40°C~105°C（汽车级），适配车载恶劣环境；
• 封装形式：28 引脚 HTSSOP（PWP），带裸露热焊盘，RoHS 兼容，MSL 等级 3，峰值回流温度 260°C；
• ESD 防护：人体模型（HBM）±2000V，充电器件模型（CDM）±1500V，防护性能可靠；
• 功耗：休眠模式总功耗 50mA（VS=16V），发射模式单通道功耗 15~25mA，待机模式（低侧导通）功耗 5mA。

二、关键功能特性

1. 多模式驱动与信号生成

• 输出配置：8 路输出可独立配置为数据传输（0°/180° 相位）、销毁位传输或低侧导通状态，正常模式最多同时激活 2 路输出，其余可配置销毁位以抑制信号耦合。
• 信号调制：支持幅移键控（ASK）调制，波特率可选 8.37kHz 或 16.75kHz（精度 ±1%）；内置正弦波生成器，载波频率 134.2kHz，由外部时钟分频生成（默认分频比 8）。
• 增益控制：支持双增益模式（Gain1/Gain2），可设置增益切换时机与持续位数；销毁位增益独立可编程，采用对数刻度调节输出幅度。

2. 完善的诊断与保护

• 故障检测：支持过温预警（120°C170°C）、过温关断（150°C205°C）、电源欠压（VS/VD）检测；可监测输出过流、对地 / 电源短路、开路故障，故障状态通过寄存器锁存并上报。
• 能量限制：DC 过流（>150mA 持续 4ms）或 AC 峰值过流（>0.9A）时，对应通道自动进入三态保护；电源缓升率限制 0.5V/μs，避免上电冲击。
• 电流监测：通过 2 个可编程定时器触发电流采样，支持奇数 / 偶数边沿测量，可监测 2 路输出电流，数据实时存入状态寄存器供 MCU 读取。

3. 电源与时钟

• 电源配置：需三路供电 —— 功率电源 VS（7V38V）、数字电源 VD（4.75V5.25V）、模拟电源 VA（5V），VD 与 VA 需短接避免闩锁；
• 时钟要求：外部输入时钟 CLK_IN 需根据分频比配置（默认 17.1776MHz），内部分频生成 2.1472MHz 系统时钟，决定正弦波频率与寄存器操作时序。

三、应用与设计要点

1. 典型应用场景

• 汽车 PEPS 系统：驱动车身周围低频天线，向 RFID 钥匙发送唤醒与授权信号，实现无钥匙进入、一键启动功能；
• 车载安全系统：配合射频接收模块，完成驾驶员身份认证，保障车辆启动与门禁安全。

2. 硬件设计建议

• 外部元件 ：VS/2 引脚需接 100nF 低 ESR 电容（ESR<50mΩ），RBIAS 引脚需接 62kΩ 高精度电阻（1% 公差、50ppm 温漂）；输出通道需串联限流电阻，避免过流并匹配天线 Q 值。
• 电源与接地：模拟地、数字地、功率地及热焊盘需低阻抗连接，VS 电源需满足 3V 裕量（例：24Vpp 输出需 VS≥30V），避免信号削波。
• 天线匹配：天线线圈与电容组成谐振回路，需匹配 134.2kHz 载波频率，降低损耗并提升传输距离；非活动输出配置销毁位可抑制耦合干扰，交叉耦合噪声最大 100mVpp。

3. 软件与配置

• 寄存器配置：通过 SPI 配置输出模式、增益、波特率、销毁位参数及电流监测时序；需先配置唤醒模式，128 个时钟周期后再发送启动命令。
• 数据传输：数据缓冲器支持乒乓操作，传输时可重载 inactive 缓冲器，实现连续报文发送；支持曼彻斯特编码，销毁位长度（1~4 位）与启动时机可编程。
• 故障处理：故障状态通过控制状态寄存器（CSR）上报，读取后自动清零；过温、欠压故障会触发器件进入休眠模式，需通过 SPI 唤醒并清除故障。

四、产品优势与选型适配

• 核心优势：汽车级可靠性，宽温工作且防护完善；集成正弦波生成与销毁位功能，简化天线驱动设计；8 路可编程输出，支持多天线布局；SPI 接口配合丰富寄存器，配置灵活且诊断全面。
• 选型适配：专为汽车 PEPS 系统设计，是车载无钥匙进入 / 启动方案的专用驱动芯片，无需额外信号生成电路，可直接与 MCU 及 RFID 接收模块配合，提升系统集成度与可靠性。