IPS1050LQ：单通道低侧开关的卓越之选

在电子工程师的日常设计工作中，选择一款合适的低侧开关IC至关重要。今天，我们就来深入探讨一下STMicroelectronics推出的IPS1050LQ，一款具有可配置智能过载保护功能的单通道低侧开关IC。

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产品概述

IPS1050LQ是一款单低侧开关IC，输出级的绝对最大额定值为65V，能够驱动电容性、电阻性或电感性负载，且负载的一侧连接到电源轨。其极低的 (R{DS-ON})（≤ 50 mΩ）和基于引脚 (I{PDX}) 配置的智能过载保护，使其适用于需要高浪涌电流（高达25A）和不同可配置稳态工作电流的应用。

产品特性

智能过载保护

可配置浪涌和限制水平，浪涌电流水平可通过设置 (I{PDX}) 引脚的高低来修改，也可在内部定时器（由 (I{PDX}) 引脚上的电容器调节）到期时由IC自动降低。在浪涌电流阶段之后，嵌入式过载保护可将稳态输出电流限制在 (I_{LIM}) 水平，同时保护IC和负载。

电感负载快速消磁

即主动钳位功能，当高端驱动器关闭电感时，检测到输出欠压，OUT引脚被拉低至 (V{DEMAG})，内部电路调制导通状态，将OUT引脚电压保持在 ~(V{DEMAG})，直到电感负载中的能量耗散。

结温过热保护

通过专用温度传感器保护输出通道免受结温过热影响，当发生过热事件时，诊断引脚OVT激活。

符合标准

设计用于驱动符合EN 60947 - 5 - 1标准的DC - 13负载，并满足IEC 61000 - 4 - 2、IEC 61000 - 4 - 4、IEC 61000 - 4 - 5标准。

封装形式

采用QFN32L 6x6 mm封装，节省空间且便于焊接。

典型应用

• 工业自动化：可编程逻辑控制、工业PC外设输入/输出、数控机床等。
• 通用低侧开关应用：适用于各种需要低侧开关的场景。

电气特性

输出级

• 工作范围：(V_{CC}) 为5.8 - 10V。
• 导通电阻：在不同条件下，(R{DS-ON}) 有所不同，如 (V{CC}=6V)，(V{IN}=3.3V)，(I{LOAD}=2A)，(T{J}=25^{circ}C) 时，典型值为25mΩ；(T{J}=125^{circ}C) 时，最大值为50mΩ。
• 输出钳位电压：(I{OUT}≥50mA) 时，(V{DEMAG}) 为65 - 75V。

输入和 (I_{PDx}) 引脚

• 输入引脚高/低电平电压：(V{IH}) 最小为2.2V，(V{IL}) 最大为0.75V。
• 输入引脚滞回电压：典型值为0.3V。

开关特性

• 输出电压下降/上升时间：下降时间典型值为40μs，上升时间典型值为25μs。
• 传播延迟时间：IN到OUT（(V{OUT}) 高到低）典型值为20μs，IN到OUT（(V{OUT}) 低到高）典型值为50μs。

诊断引脚（OVT）

• 电压降：故障条件下，(I_{DIAG}=4mA) 时，典型值为1V。
• 泄漏电流：故障条件未激活时，(V_{DIAG}=3.3V) 时，典型值为5μA。

保护和诊断

• 静态过载检测和输出电流限制：通过设置 (I_{PDX}) 引脚的高低来选择不同的稳态电流限制水平。
• 动态输出过载检测限制：可通过在 (I{PDX}) 引脚连接电容来实现，初始过流激活阈值为 (I{LIM(S)} + 20%)。

引脚连接与功能

IPS1050LQ采用QFN32L 6x6 mm封装，各引脚功能如下：

• IN：输入信号，驱动内部功率开关和电源。
• OVT：过热诊断引脚，过热时激活。
• (I{PD1})、(I{PD2})、(I_{PD3})：电流限制水平和定时器选择器，可通过连接电阻或电容来配置。
• PGND：内部功率开关接地。
• SGND：内部逻辑接地。
• VCC：逻辑电源电压。
• OUT：功率级输出/负载连接点。

应用示例

文档中给出了多种应用原理图示例，包括静态设置电流限制、通过GPIO动态控制电流限制以及使用不同数量电容器动态控制电流限制等。这些示例为工程师在实际设计中提供了参考。

保护机制

过热保护

当输出过载导致结温超过 (T{JSD})（典型值170°C）时，输出通道关闭，OVT引脚激活；当结温降至 (T{JR})（典型值150°C）时，输出通道重新开启。

过载保护

通过输出电流控制电路，在IN引脚为高电平时激活，可根据 (I_{PDX}) 引脚的设置实现静态和动态电流限制。

封装与订购信息

封装信息

采用QFN32L 6x6 mm封装，文档提供了详细的机械数据、公差和建议的焊盘尺寸。

订购信息

型号为IPS1050LQ，封装为QFN32L 6x6 mm，包装形式为带盘包装。

总结

IPS1050LQ凭借其丰富的功能特性、出色的电气性能和完善的保护机制，为电子工程师在设计低侧开关应用时提供了一个可靠的选择。在实际应用中，工程师可根据具体需求，合理配置 (I_{PDX}) 引脚和相关电容，以实现最佳的性能和保护效果。大家在使用这款IC时，有没有遇到过什么有趣的问题或者独特的应用场景呢？欢迎在评论区分享。