DRV814x-Q1 系列器件是一款完全集成的半橋驅(qū)動(dòng)器，適用于各種汽車應(yīng)用。該單片系列器件采用BiCMOS高功率工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，采用電源封裝，具有出色的功率處理和熱能力，同時(shí)提供緊湊的封裝尺寸、易于布局、EMI控制、精確的電流檢測(cè)、穩(wěn)健性和診斷功能。該系列提供相同的引腳功能，具有可擴(kuò)展的 RON（電流能力），以支持不同的負(fù)載。

這些器件集成了N溝道半橋、電荷泵穩(wěn)壓器、帶穩(wěn)壓功能的高側(cè)電流檢測(cè)、電流比例輸出和保護(hù)電路。提供低功耗睡眠模式以實(shí)現(xiàn)低靜態(tài)電流。這些器件提供電壓監(jiān)控和負(fù)載診斷，以及針對(duì)過(guò)流和過(guò)溫的保護(hù)功能。故障情況在nFAULT引腳上指示。DRV8143和DRV8145提供三種變體 - 硬連線接口：硬件 （H） 和兩種 SPI 接口變體：SPI（P） 和 SPI（S），其中 SPI （P） 用于外部供電邏輯電源，SPI （S） 用于內(nèi)部生成的邏輯電源。DRV8144僅提供兩種型號(hào)：SPI（S） 和 HW（H）。SPI 接口變體在器件配置和故障可觀察性方面提供了更大的靈活性。
*附件：drv8143-q1.pdf

特性

• 符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車應(yīng)用：
  • 溫度等級(jí) 1：–40°C 至 +125°C，TA
• 功能安全功能
  • 可用于幫助功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔
• 4.5V 至 35V （40V abs. max） 工作范圍
• 采用 VQFN-HR 封裝的 SPI（S） 或 HW（H） 型號(hào)：RON_LS + RON_HS：42mΩ
• 采用HVSSOP封裝的SPI（P）型號(hào)：RON_LS + RON_HS：49mΩ
• IOUT 最大值 = 20A
• PWM 頻率作高達(dá) 125KHz，具有自動(dòng)死區(qū)時(shí)間斷言
• 可配置的壓擺率和擴(kuò)頻時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)低電磁干擾 （EMI）
• 集成電流檢測(cè)（消除分流電阻）
• IPROPI 引腳上的比例負(fù)載電流輸出
• 可配置的電流調(diào)節(jié)
• 具有可配置故障反應(yīng)（鎖存或重試）的保護(hù)和診斷功能
  • 關(guān)斷狀態(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)下的負(fù)載診斷，以檢測(cè)開(kāi)路負(fù)載和短路
  • 電源 （VM） 和電荷泵 （VCP） 上的電壓監(jiān)控
  • 過(guò)流保護(hù)
  • 過(guò)溫保護(hù)
  • nFAULT引腳上的故障指示
• 支持 3.3V、5V 邏輯輸入
• 低睡眠電流 - 25°C 時(shí)典型值 1μA
• 器件系列對(duì)比表

參數(shù)

方框圖

?1. 產(chǎn)品概述?

• ?型號(hào)?：DRV8143-Q1，AEC-Q100認(rèn)證的汽車級(jí)半橋驅(qū)動(dòng)器，集成電流檢測(cè)與診斷功能。
• ?版本?：SLVSG63A（2023年1月發(fā)布，2024年3月修訂）。
• ?核心特性?：
  • ?寬電壓范圍?：4.5V至35V工作電壓（40V絕對(duì)最大值）。
  • ?高電流能力?：最大輸出電流20A（HVSSOP封裝）或16A（VQFN-HR封裝）。
  • ?集成電流檢測(cè)?：無(wú)需外置檢流電阻，通過(guò)IPROPI引腳輸出比例電流信號(hào)。
  • ?靈活控制接口?：支持硬件（HW）和SPI兩種配置方式，SPI版本提供更豐富的診斷和配置選項(xiàng)。
  • ?保護(hù)功能?：過(guò)流保護(hù)（OCP）、過(guò)熱保護(hù)（TSD）、欠壓鎖定（UVLO）等。
  • ?低功耗模式?：睡眠模式下靜態(tài)電流低至1μA（典型值）。

?2. 關(guān)鍵參數(shù)?

• ?導(dǎo)通電阻?：
  • HVSSOP封裝：高邊+低邊合計(jì)49mΩ（25°C）。
  • VQFN-HR封裝：高邊+低邊合計(jì)42mΩ（25°C）。
• ?PWM頻率?：最高125kHz，支持自動(dòng)死區(qū)時(shí)間控制。
• ?電流檢測(cè)增益?：IPROPI引腳輸出電流與負(fù)載電流比例約為1:3000至1:3050。

?3. 功能亮點(diǎn)?

• ?電流檢測(cè)與調(diào)節(jié)?：
  • 通過(guò)IPROPI引腳輸出比例電流，支持外部ADC測(cè)量。
  • 可配置的ITRIP電流限制功能，支持固定關(guān)斷時(shí)間（TOFF）調(diào)節(jié)。
• ?控制模式?：
  • ? 硬件模式（HW） ?：通過(guò)引腳配置關(guān)鍵參數(shù)（如ITRIP、SR、DIAG）。
  • ?SPI模式?：支持靈活配置和詳細(xì)診斷反饋，包括故障日志和寄存器訪問(wèn)。
• ?保護(hù)機(jī)制?：
  • ? 過(guò)流保護(hù)（OCP） ?：可配置閾值和濾波時(shí)間。
  • ? 過(guò)熱保護(hù)（TSD） ?：閾值155°C（典型值），帶30°C遲滯。
  • ?電壓監(jiān)控?：支持VM過(guò)壓和欠壓檢測(cè)。

?4. 典型應(yīng)用?

• ?場(chǎng)景?：
  • 汽車刷式直流電機(jī)（如門模塊、座椅模塊）。
  • 電磁閥、燃油/水泵。
  • 車身控制模塊（BCM）。
• ?設(shè)計(jì)要點(diǎn)?：
  • 需外接0.1μF陶瓷電容（VM引腳）和1μF電容（VCP引腳）。
  • 布局時(shí)需注意散熱設(shè)計(jì)（HVSSOP封裝熱阻31°C/W，VQFN-HR封裝48.4°C/W）。

?5. 保護(hù)與診斷?

• ?故障指示?：通過(guò)nFAULT引腳輸出低電平信號(hào)。
• ?診斷功能?：
  • ? 離線診斷（OLP） ?：檢測(cè)輸出開(kāi)路或短路。
  • ? 在線診斷（OLA） ?：SPI版本支持高邊負(fù)載開(kāi)路檢測(cè)。
• ?故障反應(yīng)?：可配置為鎖存或自動(dòng)重試模式。

?6. 封裝與型號(hào)對(duì)比?

• ?封裝選項(xiàng)?：
  • HVSSOP（28引腳）：3mm × 7.3mm，適合高電流應(yīng)用。
  • VQFN-HR（14引腳）：3mm × 4.5mm，緊湊設(shè)計(jì)。
• ?型號(hào)差異?：
  • DRV8143-Q1：20A峰值電流。
  • DRV8144-Q1：30A峰值電流（僅SPI/HW版本）。
  • DRV8145-Q1：46A峰值電流。

?7. 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)?

• ?熱管理?：需計(jì)算導(dǎo)通損耗（P=I2RDS(ON)）和開(kāi)關(guān)損耗。
• ?EMI控制?：支持可配置的壓擺率（SR）和擴(kuò)頻時(shí)鐘（SSC）。
• ?SPI通信?：最高5MHz時(shí)鐘頻率，支持16位數(shù)據(jù)幀。