探索NCV7546：FLEXMOS可编程半桥MOSFET预驱动器的卓越性能

在电子工程领域，高效且可靠的MOSFET预驱动器对于各类应用至关重要。今天，我们将深入探讨ON Semiconductor的NCV7546，一款属于FLEXMOS汽车级产品家族的可编程六通道半桥MOSFET预驱动器。

文件下载：onsemi NCV7546 FLEXMOS™半桥MOSFET预驱动器.pdf

产品概述

NCV7546专为驱动逻辑电平NMOS FET而设计，可通过串行SPI和CMOS兼容并行输入的组合进行控制。内部的上电复位功能确保了受控的上电过程，复位输入允许外部重新初始化，而故障安全输入则能在系统出现故障时安全禁用设备。每个通道都能独立监测外部MOSFET的漏源电压，以检测故障情况，过载检测阈值可通过SPI选择，且每个通道都能设置不同的检测阈值。
 

框图

封装外形

 

产品特性与优势

特性亮点

• 功能安全合规：为应用提供可靠的安全保障。
• 六通道半桥预驱动器：可驱动外部逻辑电平NMOS FET，满足多种应用需求。
• 集成电荷泵：为高端栅极驱动提供支持，具备开关式反向电池保护功能。
• 5V CMOS兼容I/O：包含16位SPI接口用于控制和诊断，以及复位、故障安全输入和4个PWM控制输入。
• 可编程特性：可进行压摆率控制和过载保护阈值设置，且静态电流低。
• 环保封装：采用可焊侧翼无铅封装，适用于汽车及其他有特殊要求的应用，符合AEC - Q100标准并具备PPAP能力。

应用优势

通过选择外部MOSFET，NCV7546能够轻松扩展以适应不同的负载需求，为工程师提供了极大的设计灵活性。

电气特性详解

电源相关特性

• VS电源：在不同的工作条件下，如待机和正常运行时，电流消耗有所不同。同时，具备欠压锁定、过压关机等保护功能，确保电源的稳定供应。
• VCC电源：同样有待机和工作电流的要求，以及上电复位阈值等参数，保障逻辑电路的正常工作。
• 电荷泵：采用单级/互补相位配置，具有特定的开关频率、调节电压、启动延迟等特性。在不同的负载和电压条件下，电荷泵的输出表现稳定，为高端栅极驱动提供可靠的电源。

数字I/O与SPI接口

• 数字I/O：输入电压和电流有明确的限制范围，确保信号的稳定传输。同时，具备输入滤波和去毛刺功能，提高了系统的抗干扰能力。
• SPI接口：采用全双工同步串行数据传输接口，具备菊花链功能，可减少电路开销和通信工作量。SPI协议使用16位数据字，具备多种通信错误检查功能，保障数据传输的准确性。

半桥预驱动器输出

• 导通驱动电压：高端和低端在无外部负载时，都有特定的导通驱动电压范围，确保MOSFET的正常导通。
• 栅源钳位电压：通过设置正、负钳位电压，保护MOSFET免受过高或过低电压的损害。
• 栅极驱动超时：在一定时间后，限制驱动电流，避免MOSFET过热损坏。

斜率控制与校准

• 斜率控制：通过设置不同的预充电电流和压摆电流，控制外部NMOS开关的上升和下降时间，优化EMC性能并减少开关损耗。
• 校准单元：可对所选MOSFET的初始开关参数进行调整和验证，确保高端栅极驱动器的正确设置，提高保护策略的稳定性。

工作模式与保护机制

工作模式

• 睡眠模式：上电后且未唤醒时，设备处于睡眠模式，所有输出禁用，降低功耗。
• 正常模式：唤醒后进入正常模式，设备功能全面可用，可通过SPI进行控制和诊断。
• 故障安全模式：当检测到SPI通信错误或外部故障输入激活时，设备进入故障安全模式，半桥栅极驱动输出、HBx测试电流和电荷泵均被禁用，确保系统安全。

保护机制

• 过载保护：采用动态开关斜率监测和静态VDS监测技术，分别应对不同类型的短路过载情况，保护外部MOS功率开关。
• 输出故障保护：在检测到VDS过载时，相应的预驱动器输出被锁存关闭，通过读取故障标志和重新启动输出寄存器可尝试重启。
• 设备故障保护：针对全局故障，如电源过压、欠压等情况，采取相应的保护措施，确保设备的安全运行。

应用建议

在实际应用中，工程师需要根据具体的负载要求和工作环境，合理选择外部MOSFET和电容等元件。同时，注意PWM信号的时间偏移，避免VDS过载检测受到串扰影响。在启动故障输出前，建议进行OFF状态诊断，确保HBx节点无故障。

NCV7546作为一款功能强大的半桥MOSFET预驱动器，在汽车和其他工业应用中具有广阔的应用前景。通过深入了解其特性和工作原理，工程师能够更好地发挥其优势，设计出更加可靠和高效的电路系统。你在使用类似预驱动器时遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。