Allegro A6850 雙通道開關(guān)接口IC技術(shù)剖析

在電子設(shè)計領(lǐng)域，選擇合適的接口IC對于系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要。今天我們要深入探討的是Allegro公司的A6850雙通道開關(guān)接口IC，它雖然已不建議用于新設(shè)計，但對于現(xiàn)有應(yīng)用仍有著重要價值。

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產(chǎn)品概述

A6850主要用于微處理器和一對兩線霍爾效應(yīng)傳感器IC之間的接口。它采用受保護的高端低電阻DMOS MOSFET來切換兩個霍爾效應(yīng)設(shè)備的電源電壓，每個開關(guān)可通過獨立的ENABLE引腳進行控制，并且都配備了限流電路保護。該IC工作電壓范圍為4.75 - 26.5V，輸出引腳ESD額定值>4 kV，其他引腳>2 kV，還具備低靜態(tài)電流和睡眠模式等特點。

產(chǎn)品狀態(tài)與替代建議

A6850目前雖仍在生產(chǎn)，但已被標記為不適合新設(shè)計。這意味著其銷售目前僅限于現(xiàn)有客戶應(yīng)用，未來很可能會停產(chǎn)，且不再提供樣品。對于現(xiàn)有客戶的過渡以及新客戶或新應(yīng)用，建議聯(lián)系工廠獲取推薦的替代方案。如果想了解詳細的采購選項，可聯(lián)系當(dāng)?shù)氐腁llegro現(xiàn)場應(yīng)用工程師或銷售代表。

特性與優(yōu)勢

電氣特性

• 寬電壓工作范圍：可在4.75 - 26.5V的電壓下穩(wěn)定工作，具有低(V{IN}-to-V{OUT})電壓降，能有效降低功耗。
• 電流感測反饋：采用(1/10)電流感測反饋，通過集成電流鏡將霍爾IC電源電流以(1/10)的值報告到SENSE1或SENSE2輸出引腳，無需外部串聯(lián)分流電阻。
• 故障保護能力：能夠承受輸出引腳的短路到電池和短路到地的故障，還能承受40V的負載突降。
• ESD防護：輸出引腳的ESD額定值>4 kV，其他引腳>2 kV，為設(shè)備提供了良好的靜電防護。
• 輸出電流限制：可將輸出電流限制在最大(I_{OUTPUTM})，確保設(shè)備在安全電流范圍內(nèi)工作。
• 低功耗模式：具有低功耗睡眠模式（<15 μA），通過將兩個ENABLE引腳拉低即可進入，適合對功耗要求較高的應(yīng)用。

封裝形式

A6850采用8引腳無鉛SOIC封裝（后綴L），引腳框架采用100%霧錫電鍍，便于安裝和焊接。

功能描述

SENSE引腳輸出

A6850將OUTPUTx引腳電流除以10，并將其鏡像到相應(yīng)的SENSEx引腳。通過在這些引腳與地之間連接感測電阻(R{SENSE})，可以產(chǎn)生一個可由ADC讀取的電壓。感測電流為輸出電流的十分之一加上一個偏移電流，計算公式為(I{SENSEx}=(I{OUTPUTx} / 10)+I{SENSE(ofs)})。為了保護ADC，可使用外部鉗位電路（如齊納二極管）來鉗制可能出現(xiàn)在輸出端并傳遞到SENSE引腳的瞬態(tài)電流尖峰。

輸出電流限制

A6850將輸出電流限制在最大(I{OUTPUTM})，直到輸出負載減小或IC進入熱關(guān)斷狀態(tài)。高輸出電流限制允許霍爾傳感器IC上的旁路電容(C{BYP})快速充電，確保傳感器IC的上電狀態(tài)正確。

輸出故障保護

A6850能夠承受OUTPUTx引腳的短路到地或短路到電池的情況。在短路到地時，電流將被限制在(I{OUTPUTM})；在短路到電池事件中，如果(V{OUTPUTx}>(V{IN}+0.7V))，A6850會監(jiān)測(V{OUTPUTx})并禁用輸出。為了保護電路，需要在(V_{IN})上使用1 μF的旁路電容。

過壓保護

A6850內(nèi)置過壓保護功能，可防止電源總線上的負載突降。當(dāng)(V{IN})超過過壓閾值(V{OVP})時，A6850將關(guān)閉輸出。

睡眠模式

在汽車應(yīng)用中，為了最小化車輛停放時的電池消耗，需要低泄漏或睡眠模式。A6850在兩個ENABLE引腳都為低電平時進入睡眠模式，此時內(nèi)部穩(wěn)壓器和所有其他內(nèi)部電路都被禁用。在啟用輸出時，IC必須先從睡眠模式中喚醒，這會導(dǎo)致一定的喚醒時間延遲。

信號和使能延遲

當(dāng)ENABLEx = 1時，施加到OUTPUTx引腳的電流信號將在SENSEx引腳以縮放和延遲的形式出現(xiàn)，其傳輸特性可視為低通濾波器。上升時間響應(yīng)取決于SENSEx引腳的有效電容負載，可通過公式(tau=R{SENSEx}(90+C{SENSE}))估算RC時間常數(shù)，再通過(t{rLH}=2.2 × tau)估算10% - 90%的上升時間。小信號低通濾波器帶寬可根據(jù)不同情況使用公式(W = 350 / t{rLH})或(BW = 700 / (t{rLH}+t{fHL}))進行估算。

熱關(guān)斷保護

當(dāng)結(jié)溫(T{J})超過熱關(guān)斷閾值(T{TSD})時，A6850會禁用兩個輸出，以保護自身免受過熱損壞。輸出將保持關(guān)閉狀態(tài)，直到結(jié)溫降至(T{TSD})減去熱關(guān)斷滯后(T{TSDhys})以下。結(jié)溫(T{J})可通過計算A6850的功耗(P{D})來估算，公式為(P{D}=V{IN}I{INQ}-V{OUTPUT 1}I{OUTPUT 1}-V{OUTPUT 2}I{OUTPUT 2}-V{SENSE 1}I{SENSE 1}-V{SENSE 2}I{SENSE 2})，溫度上升(Delta T = P{D} × R{theta JA})，其中(R{theta JA})為結(jié)到環(huán)境的熱阻。

應(yīng)用信息

兩線霍爾IC接口

當(dāng)電壓施加到兩線霍爾效應(yīng)IC時，電流會在兩個狹窄范圍內(nèi)流動。通過SENSE引腳可以監(jiān)測各種輸出條件，如OUTPUT引腳短路到地、霍爾IC邏輯高、短路到電池、霍爾IC邏輯低、熱關(guān)斷和OUTPUT引腳開路等。圖5展示了A6850與雙霍爾效應(yīng)IC的典型應(yīng)用電路。

機械開關(guān)接口

A6850可作為機械開關(guān)（設(shè)置為接地開關(guān)配置）和低電壓微處理器之間的接口。為了防止A6850過度功耗，需要在電路中放置一個串聯(lián)電阻來限制機械開關(guān)閉合時的電流。

SENSE1和SENSE2的并聯(lián)

在某些應(yīng)用中，可以使用單個ADC通道讀取兩個輸出。通過交替激活ENABLEx來啟用OUTPUTx負載，甚至可以同時激活ENABLE1和ENABLE2，將SENSE1和SENSE2電流相加。為了確保有效測量，只需選擇合適的負載電阻，使(V_{SENSEx})保持在規(guī)格范圍內(nèi)。

抗EMI保護

電磁干擾（EMI）產(chǎn)生的瞬變可能會干擾A6850的運行或給處理的信號添加不必要的噪聲。圖9展示了可能的電源去耦和信號濾波方案，保護和濾波組件值的選擇取決于最終應(yīng)用的具體情況。

總結(jié)

A6850雙通道開關(guān)接口IC具有多種實用的功能和特性，適用于與霍爾效應(yīng)傳感器IC和機械開關(guān)的接口應(yīng)用。盡管它已不適合新設(shè)計，但對于現(xiàn)有應(yīng)用來說，仍然是一個可靠的選擇。在使用過程中，需要注意其電氣特性、保護功能和應(yīng)用場景，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。你在實際應(yīng)用中是否遇到過類似接口IC的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。