SGM42403Q 四路低側(cè)驅(qū)動IC：工業(yè)應(yīng)用的理想之選

引言

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，選擇合適的驅(qū)動IC至關(guān)重要。今天，我們要深入探討一款性能卓越的四路低側(cè)驅(qū)動IC——SGM42403Q。它在工業(yè)應(yīng)用中有著廣泛的用途，下面我們將從多個方面詳細(xì)了解它。

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產(chǎn)品概述

SGM42403Q由四個相同的低側(cè)驅(qū)動器組成，具備過流保護(hù)功能。它集成了二極管，用于在輸出關(guān)閉時釋放電感負(fù)載（如單極步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、繼電器、螺線管等）的能量。該器件采用TSSOP封裝，在 +25℃ 時，可提供高達(dá)2A（單通道開啟）或1.1A/通道（四通道同時開啟）的連續(xù)輸出電流。

特性亮點(diǎn)

汽車應(yīng)用認(rèn)證

SGM42403Q通過了AEC - Q100認(rèn)證（汽車電子委員會標(biāo)準(zhǔn)Q100 1級），適用于汽車應(yīng)用，工作溫度范圍為 -40℃ 至 +125℃。這意味著它在汽車復(fù)雜的環(huán)境中也能穩(wěn)定可靠地工作，你是否在汽車電子設(shè)計(jì)中遇到過因器件可靠性不足而導(dǎo)致的問題呢？

寬電源電壓范圍

電源電壓范圍為6.5V至50V，能夠適應(yīng)多種不同的電源環(huán)境，為設(shè)計(jì)提供了更大的靈活性。在不同的項(xiàng)目中，你是否也需要這樣寬范圍的電源支持呢？

四路低側(cè)驅(qū)動

• N溝道MOSFET：四個N溝道MOSFET可并聯(lián)以提高電流能力。
• 集成二極管：用于電感能量放電，確保在電感負(fù)載工作時能有效釋放能量，保護(hù)電路。
• 連續(xù)輸出電流：單通道開啟時為2A，四通道同時開啟時為1.1A/通道。

全面保護(hù)功能

• 電感能量鉗位二極管：集成的二極管可有效鉗位電感能量，防止電路受到損害。
• 熱關(guān)斷與自動重試：當(dāng)器件溫度過高時，會自動關(guān)斷，待溫度恢復(fù)到安全水平后自動重試，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
• 過載保護(hù)：能有效防止因過載導(dǎo)致的器件損壞。
• 短路保護(hù)：在短路情況下迅速保護(hù)電路，避免進(jìn)一步損壞。
• 欠壓鎖定：當(dāng)電源電壓低于閾值時，器件會被禁用，內(nèi)部邏輯復(fù)位，待電壓恢復(fù)正常后重新工作。

應(yīng)用領(lǐng)域

SGM42403Q適用于多種低側(cè)開關(guān)應(yīng)用，如單極步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、繼電器驅(qū)動器和螺線管驅(qū)動器等。在實(shí)際項(xiàng)目中，你是否使用過類似的驅(qū)動IC來驅(qū)動這些負(fù)載呢？

引腳配置與說明

引腳配置

引腳功能說明

• VM：為器件提供電源。
• VCLAMP：用于輸出鉗位，可根據(jù)需要進(jìn)行連接。
• OUTx：輸出引腳，連接負(fù)載。
• nENBL：控制器件的使能狀態(tài)。
• RESET：用于復(fù)位內(nèi)部邏輯和過流保護(hù)。
• INx：控制對應(yīng)通道的輸出。
• nFAULT：指示器件是否出現(xiàn)故障。

電氣特性

電源相關(guān)特性

• 電源電壓：范圍為6.5V至50V。
• 電源電流：典型值為0.7mA，最大值為0.9mA。
• 欠壓鎖定電壓：上升時為6.5V。

邏輯輸入特性

• 輸入邏輯低電壓：最大值為0.7V。
• 輸入邏輯高電壓：最小值為2.0V。
• 輸入邏輯滯回：典型值為0.29V。
• 輸入邏輯低電流：最大值為1μA。
• 輸入邏輯高電流：最大值為20μA。
• 下拉電阻：典型值為250kΩ。

nFAULT輸出特性

• 輸出低電壓：當(dāng)輸出電流為5mA時，最大值為0.5V。
• 輸出高泄漏電流：當(dāng)輸出電壓為3.3V時，最大值為1μA。

低側(cè)FET特性

• FET導(dǎo)通電阻：當(dāng)輸出電流為700mA時，典型值為0.35Ω，最大值為0.7Ω；在 +85℃ 時，典型值為0.46Ω。
• 關(guān)斷狀態(tài)泄漏電流：當(dāng)VM為50V時，最大值為10μA。

高端二極管特性

• 二極管正向電壓：當(dāng)輸出電流為700mA時，典型值為1V。
• 關(guān)斷狀態(tài)泄漏電流：當(dāng)VM為50V時，最大值為1μA。

輸出特性

• 上升時間：當(dāng)輸出電流為700mA，接電阻性負(fù)載時，最大值為200ns。
• 下降時間：當(dāng)輸出電流為700mA，接電阻性負(fù)載時，最大值為250ns。

保護(hù)電路特性

• 過流保護(hù)觸發(fā)水平：在 +25℃ 時，最小值為2A，最大值為3.8A。
• 過流保護(hù)消抖時間：典型值為3.5μs。
• 過流保護(hù)重試時間：典型值為10ms。
• 熱關(guān)斷溫度：典型值為156℃。

定時參數(shù)與要求

使能時間

nENBL到輸出低電平的時間為300ns。

傳播延遲時間

• INx到OUTx，低到高的傳播延遲時間為450ns。
• INx到OUTx，高到低的傳播延遲時間為250ns。

復(fù)位脈沖寬度

復(fù)位脈沖寬度為20μs。

典型性能特性

電源電流與溫度、電壓的關(guān)系

電源電流會隨著溫度和電源電壓的變化而變化。在不同的溫度和電壓條件下，我們可以根據(jù)這些特性曲線來合理設(shè)計(jì)電路，你在設(shè)計(jì)時是否會參考這些曲線呢？

導(dǎo)通電阻與溫度、電壓的關(guān)系

導(dǎo)通電阻也會受到溫度和電源電壓的影響。了解這些關(guān)系有助于我們在不同的工作條件下選擇合適的器件參數(shù)。

電流斜坡特性

在不同的電源電壓下，對于16Ω、1mH的RL負(fù)載，電流斜坡特性不同。這對于設(shè)計(jì)電路時預(yù)估電流變化非常重要。

過流保護(hù)特性

當(dāng)VM為6.5V且OUT1短路到VM時，過流保護(hù)會觸發(fā)，并且會在一定時間后重試。這體現(xiàn)了器件的保護(hù)功能的有效性。

典型應(yīng)用電路

驅(qū)動單極步進(jìn)電機(jī)

電機(jī)電壓與驅(qū)動電流

電機(jī)電壓的選擇取決于應(yīng)用需求，較高的電壓會產(chǎn)生更多的電流和扭矩，使電機(jī)運(yùn)行更快。驅(qū)動電流路徑從電源到電機(jī)繞組和低側(cè)MOSFET，MOSFET的功耗可通過公式 (P = I^{2} × R_{DSON}) 計(jì)算。SGM42403Q在 +25℃ 時可支持高達(dá)2A（單通道開啟）或1.1A/通道（四通道同時開啟）的電流，最大連續(xù)電流還取決于PCB布局和環(huán)境溫度。

詳細(xì)描述

概述

SGM42403Q是一款四路工業(yè)低側(cè)開關(guān)，每個輸出由其獨(dú)立輸入控制。低側(cè)MOSFET的典型導(dǎo)通電阻 (R_{DSON}) 為350mΩ，四個開關(guān)通過引腳控制，允許并行接口，每個通道的開關(guān)速率超過100kHz。最大負(fù)載電流可根據(jù)系統(tǒng)需求進(jìn)行設(shè)置，輸出具有短路和熱過載保護(hù)功能，內(nèi)部有源鉗位將OUTx電壓限制在 (VCLAMP)，可實(shí)現(xiàn)電感負(fù)載的快速關(guān)斷。

輸出驅(qū)動器

SGM42403Q集成了四個低側(cè)MOSFET，每個MOSFET都有自己的過流保護(hù)電路。四個輸出通過集成二極管連接到VCLAMP引腳，VCLAMP可直接短路到電源（VM引腳），也可在VM和VCLAMP引腳之間連接齊納或TVS二極管，用于需要快速電流衰減的情況，但需確保輸出電壓不超過輸出引腳的最大額定值。

保護(hù)電路

• 過流保護(hù)（OCP）：每個MOSFET都有自己的過流限制，當(dāng)出現(xiàn)過流且持續(xù)時間超過OCP消抖時間時，四個輸出MOSFET將關(guān)閉，nFAULT引腳拉低，約10ms后重試。
• 熱關(guān)斷（TSD）：當(dāng)器件結(jié)溫過高時，nFAULT引腳拉低，所有輸出關(guān)閉，溫度恢復(fù)到安全水平后恢復(fù)工作。
• 欠壓鎖定（UVLO）：當(dāng)VM引腳電壓低于欠壓鎖定閾值時，器件禁用，內(nèi)部邏輯復(fù)位，VM電壓恢復(fù)到閾值以上時恢復(fù)工作。

并行接口操作

可將輸出并聯(lián)用于更高電流的應(yīng)用，具體可參考SGM42403Q控制接口圖。

nENBL和RESET操作

nENBL引腳為低電平有效，內(nèi)部下拉；RESET引腳為高電平有效，拉高時內(nèi)部邏輯復(fù)位，輸出關(guān)閉，忽略INx引腳的輸入控制信號，內(nèi)部下拉。

封裝信息

封裝外形尺寸

SGM42403Q采用TSSOP - 16A（外露焊盤）封裝，詳細(xì)的外形尺寸可參考相關(guān)文檔。

推薦焊盤圖案

推薦的焊盤圖案尺寸也有明確規(guī)定，在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時需要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行。

編帶和卷盤信息

包括卷盤尺寸、編帶尺寸等參數(shù)，方便器件的存儲和運(yùn)輸。

紙箱尺寸

紙箱的尺寸信息也有提供，確保器件在運(yùn)輸過程中的安全。

總結(jié)

SGM42403Q是一款功能強(qiáng)大、性能可靠的四路低側(cè)驅(qū)動IC，具有多種保護(hù)功能和寬電源電壓范圍，適用于汽車和工業(yè)等多種應(yīng)用場景。在電子設(shè)計(jì)中，合理選擇和使用這款I(lǐng)C可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。你是否已經(jīng)對SGM42403Q有了更深入的了解呢？在實(shí)際應(yīng)用中，你還遇到過哪些關(guān)于驅(qū)動IC的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。