STMicroGuard 八通道高側(cè)智能電源固態(tài)繼電器采用STMicroelectronics VIPower技術(shù)設(shè)計(jì)而成。該繼電器可以驅(qū)動(dòng)一側(cè)接地的多個(gè)負(fù)載。兩款 IC 的工作電壓范圍均為10.5V至36V，自帶低電流、一個(gè)并聯(lián)或4-wire SPI控制接口、一個(gè)4x2 LED矩陣以及一個(gè)配備峰值電流控制環(huán)路模式的微功耗降壓開關(guān)穩(wěn)壓器。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：STMicroelectronics 八通道側(cè)智能功率固態(tài)繼電器數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

• 10.5V至36V電壓工作范圍
• 帶遲滯功能的UVLO
• 單個(gè)通道輸出電流：0.7A或1.0A（IPS8200HQ或IPS8200HQ-1）
• 低電流強(qiáng)度：關(guān)閉狀態(tài)（1mA）和開啟狀態(tài)（5.3mA）
• 5V和3.3V兼容I/O
• 邏輯側(cè)SPI或并行側(cè)的可選接口
• 5MHz SPI（8位或16位），具有輸出使能端口、菊花鏈拓?fù)浜?a target="_blank">MCU凍結(jié)檢測功能
• 100mA直流/直流，帶集成自舉二極管和可調(diào)輸出電壓
• 4x2 LED矩陣，用于高效輸出態(tài)LED驅(qū)動(dòng)
• 驅(qū)動(dòng)所有類型負(fù)載（電阻、電容和電感）
• 單個(gè)通道過載及短路保護(hù)
• 單個(gè)通道/獨(dú)立過熱保護(hù)
• 電感負(fù)載的快速去磁（Vout鉗位）
• 過壓保護(hù)（VCC 鉗位）
• GND失效保護(hù)
• 電源良好性（電源電壓電平）診斷
• 開漏輸出（open-drain output）常見故障
• IC報(bào)警溫度檢測
• VFQFPN-48L (8mm x 6mm) 封裝
• 符合IEC61131-2、IEC61000-4-2、IEC61000-4-4以及IEC 61000-4-5標(biāo)準(zhǔn)

方框圖

?IPS8200HQ/HQ-1 八通道高邊智能功率固態(tài)繼電器技術(shù)解析?

一、產(chǎn)品概述與核心特性

?IPS8200HQ? 與 ?IPS8200HQ-1? 是意法半導(dǎo)體基于 ? VIPower? ? 技術(shù)開發(fā)的單片八通道高邊驅(qū)動(dòng)器，專用于驅(qū)動(dòng)一端接地的各類負(fù)載。工作電壓范圍覆蓋 ?10.5V 至 36V?，具備超低功耗特性（關(guān)態(tài)1mA/開態(tài)5.3mA），支持?并行控制?或?4線SPI接口?，集成?4×2 LED矩陣?和?峰值電流控制模式的微功率降壓開關(guān)穩(wěn)壓器?。

核心優(yōu)勢特性：

• ?雙模式接口?：通過 SEL2 引腳選擇 SPI 或并行控制模式
• ?高效SPI通信?：最高 5MHz 時(shí)鐘頻率，支持 8 位/16 位數(shù)據(jù)幀，具備?校驗(yàn)功能?、?菊花鏈連接?和?MCU凍結(jié)檢測?
• ?多類型負(fù)載兼容?：電阻性、電容性、電感性負(fù)載全支持
• ?全方位保護(hù)機(jī)制?：逐通道過載/短路保護(hù)、獨(dú)立過溫保護(hù)、快速感性負(fù)載退磁
• ?智能診斷系統(tǒng)?：電源良好診斷、公共故障開漏輸出、IC警告溫度檢測
• ?工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證?：滿足 IEC61131-2、IEC61000-4-2/4/5 等電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)

二、關(guān)鍵電氣參數(shù)解析

2.1 功率輸出規(guī)格

2.2 保護(hù)功能閾值

• ?欠壓鎖定?：9.5V(typ) 開啟 / 9V(typ) 關(guān)閉
• ?結(jié)溫關(guān)斷?：180°C(typ) 觸發(fā) / 160°C(typ) 恢復(fù)
• ?外殼溫度保護(hù)?：130°C(typ) 關(guān)斷 / 110°C(typ) 重置
• ?退磁電壓鉗位?：VCC - 50V(typ) @ IOUT = 0.5A, LLOAD ≥ 1mH

三、接口控制模式詳解

3.1 SPI 模式配置

當(dāng) ?SEL2 = H? 時(shí)，設(shè)備進(jìn)入SPI控制模式。關(guān)鍵引腳功能重定義如下：

? 8位模式 (SEL1 = L) ?

• SDI 作為串行數(shù)據(jù)輸入，CLK 上升沿采樣
• SDO 輸出故障狀態(tài)幀，CLK 下降沿更新
• SS 下降沿鎖定輸出狀態(tài)，上升沿執(zhí)行指令

? 16位模式 (SEL1 = H) ?

• 前8位控制輸出通道（1=開啟）
• 后8位包含奇偶校驗(yàn)位及擴(kuò)展診斷信息
• 支持?看門狗定時(shí)器?編程，超時(shí)自動(dòng)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)

3.2 菊花鏈拓?fù)?/h4>

通過將主控器 MOSI 連接至首芯片 SDI，首芯片 SDO 連接至下一級 SDI，實(shí)現(xiàn)多器件級聯(lián)，顯著減少布線復(fù)雜度。

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四、集成電源管理單元

4.1 降壓開關(guān)穩(wěn)壓器

• ?輸出能力?：100mA 連續(xù)電流
• ?可調(diào)輸出電壓?：通過 FB 引腳設(shè)置，支持3.3V/5V及更高電壓
• ?保護(hù)特性?：集成過載和短路保護(hù)，峰值電流控制環(huán)路確保穩(wěn)定運(yùn)行

4.2 輸出電壓配置

• ?3.3V輸出?：FB引腳直接連接VREG
• ?5V輸出?：FB引腳通過電阻分壓器設(shè)置

4.3 外部供電靈活性

在部分應(yīng)用中可選擇關(guān)閉內(nèi)部DC-DC，通過外部電源為VREG供電，提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活性。

五、熱管理與保護(hù)策略

5.1 多層溫度保護(hù)

• ?通道級保護(hù)?：單個(gè)通道過溫時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，溫度恢復(fù)后重新啟用
• ?全局保護(hù)?：外殼溫度超過閾值時(shí)，過載通道關(guān)閉，其他通道正常運(yùn)行
• ?熱滯后設(shè)計(jì)?：避免保護(hù)電路在臨界點(diǎn)頻繁切換，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性

5.2 PCB散熱設(shè)計(jì)

• ?熱阻指標(biāo)?：結(jié)殼熱阻 1°C/W，結(jié)環(huán)熱阻 25°C/W
• ?散熱建議?：使用適當(dāng)面積和厚度的PCB銅層進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)。

六、典型應(yīng)用場景

6.1 工業(yè)自動(dòng)化

• 可編程邏輯控制器（PLC）輸出模塊
• 工業(yè)PC外圍輸入/輸出
• 數(shù)控機(jī)床接口驅(qū)動(dòng)

6.2 LED狀態(tài)指示

通過內(nèi)建4×2 LED矩陣驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)8個(gè)輸出通道狀態(tài)的?高效率LED指示?，通過外部電阻調(diào)整LED驅(qū)動(dòng)電流至7mA以內(nèi)。