1.特點(diǎn)

工作電源電壓8V至20V，

過(guò)電壓最大40V

工作電源電壓6V

實(shí)現(xiàn)的升壓變換器

待機(jī)狀態(tài)下的靜態(tài)電流

小于50μA

ISO 9141兼容接口

驅(qū)動(dòng)電源的充電泵

MOS作為反向電池保護(hù)

PWM工作頻率高達(dá)

30千赫

可編程交叉?zhèn)鲗?dǎo)

保護(hù)時(shí)間

過(guò)壓、欠壓、短路

電路和熱保護(hù)

實(shí)時(shí)診斷

2.說(shuō)明

具有ISO 9141總線接口的汽車用功率MOS橋式驅(qū)動(dòng)器控制電路。

如果外部施加的電壓或電流超過(guò)這些限值，則可能會(huì)損壞設(shè)備！集成電路的所有引腳都有防靜電保護(hù)。根據(jù)MIL883C《人體》進(jìn)行驗(yàn)證R=1.5kΩ，C=100pF，放電電壓±2kV，對(duì)應(yīng)最大放電能量0.2兆焦耳。

表5。電氣特性

（8V<VVS<20V，VEN=高，-40°C≤TJ≤150°C，除非另有規(guī)定。參考電壓當(dāng)電流流入引腳時(shí)，假定GND和電流為正

表5。電氣特性（續(xù)）

（8V<VVS<20V，VEN=高，-40°C≤TJ≤150°C，除非另有規(guī)定。參考電壓當(dāng)電流流入引腳時(shí)，假定GND和電流為正

功能描述

概述

L9903集成電路（IC）設(shè)計(jì)用于控制四個(gè)外部N溝道MOS晶體管，用于汽車直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的H橋結(jié)構(gòu)。它包括一個(gè)ISO9141兼容接口。典型的應(yīng)用如圖9所示。

電壓供應(yīng)

IC通過(guò)外部蓄電池反向保護(hù)二極管向VVS引腳供電。典型工作電壓范圍降到8伏。集成電路的供電電流消耗由靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩部分組成。靜態(tài)電流通常是5.8毫安。動(dòng)態(tài)電流取決于PWM頻率fPWM和所需的柵極電荷QGate外部功率mos晶體管。電流可通過(guò)以下表達(dá)式估算：標(biāo)識(shí)=2·fPWM·QGate門極電荷為QGate=160nC，PWM頻率為fPWM=20kHz的外部功率晶體管需要?jiǎng)討B(tài)電源電流Idyn=6.4mA。總供電電流消耗為IVS=5.8mA+6.4mA=12.2mA。

擴(kuò)展電源電壓范圍（ST）

使用中所示的其他部件，可以將工作蓄電池電壓范圍擴(kuò)展到6V圖7。一個(gè)L~150μH（Ipeak~500mA）的小電感器與電池電源串聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)開(kāi)路漏極輸出ST。開(kāi)關(guān)頻率為典型的100kHz，固定占空比為50%。升壓轉(zhuǎn)換器在VVS<8V以下啟動(dòng)，增加VS引腳的電源電壓并關(guān)閉在VVS>10V時(shí)，以避免在標(biāo)稱電池電壓下出現(xiàn)EME。二極管D2與ST引腳串聯(lián)是必要的對(duì)于蓄電池電壓為負(fù)的系統(tǒng)。升壓轉(zhuǎn)換器不能驅(qū)動(dòng)任何附加負(fù)載。

控制輸入（EN、DIR、PWM）

cmos電平輸入驅(qū)動(dòng)如圖7所示和真值表中所述的器件。通過(guò)啟用輸入高信號(hào)激活設(shè)備。對(duì)于啟用輸入浮動(dòng)（未連接）或VEN=0V設(shè)備處于待機(jī)模式。當(dāng)激活設(shè)備時(shí)，建議50μs的喚醒時(shí)間來(lái)穩(wěn)定內(nèi)部供應(yīng)。DIR和PWM輸入控制外部H橋晶體管的驅(qū)動(dòng)器。電機(jī)方向可以是用DIR輸入選擇，用PWM輸入選擇占空比和頻率。定義了未連接的輸入通過(guò)內(nèi)部上拉電阻器。在喚醒和制動(dòng)期間以及通過(guò)禁用IC之前，啟用兩個(gè)輸入應(yīng)該開(kāi)得很高。

符號(hào)：x不在乎R：電阻輸出TS：熱關(guān)機(jī)

0：邏輯低或不激活L：在吸收條件下輸出OV：過(guò)壓

1： 邏輯高或有效H：源條件下的輸出UV：欠壓

T： 三態(tài)SC：短路

6.只關(guān)閉H橋中處于短路狀態(tài)的外部MOS晶體管。所有其他人都保持動(dòng)力通過(guò)DIR和PWM。

7.見(jiàn)申請(qǐng)說(shuō)明AN2229

熱關(guān)機(jī)

當(dāng)結(jié)溫超過(guò)TJSD時(shí)，所有驅(qū)動(dòng)器切換到下沉狀態(tài)（L），K輸出關(guān)閉，并且診斷DG低，直到結(jié)溫降至TJSD-TJHYST以下。

過(guò)電壓停機(jī)

當(dāng)電源電壓VVS超過(guò)過(guò)電壓閾值VVSOVH時(shí)，所有驅(qū)動(dòng)器切換到sink狀態(tài)（五十） ，K-輸出關(guān)閉，診斷DG低。

欠壓停機(jī)

對(duì)于低于欠壓禁用閾值的電源電壓，柵極驅(qū)動(dòng)器保持在陷波狀態(tài)（L）和診斷DG低。

短路檢測(cè)

H橋S1和S2引腳的輸出電壓由比較器監(jiān)控，以檢測(cè)對(duì)地短路或者電池。如果電壓降保持在以下，激活的外部高壓側(cè)MOS晶體管將被關(guān)閉比較器的閾值電壓VS1TH和VS2TH比短時(shí)電流檢測(cè)時(shí)間tSCd長(zhǎng)。這個(gè)晶體管保持在關(guān)閉狀態(tài)，診斷輸出變低，直到DIR或PWM輸入狀態(tài)改變。其他MOS晶體管的狀態(tài)不變。外部低側(cè)MOS晶體管將如果電壓降超過(guò)比較器閾值電壓VS1TH和VS2TH的時(shí)間超過(guò)短路電流檢測(cè)時(shí)間tSCd。晶體管保持在關(guān)閉狀態(tài)，診斷輸出變低直到DIR或PWM輸入狀態(tài)改變。其他MOS晶體管的狀態(tài)不變。

診斷輸出（DG）

如果監(jiān)控以下錯(cuò)誤堆棧，則診斷輸出提供實(shí)時(shí)錯(cuò)誤檢測(cè)：熱關(guān)機(jī)、過(guò)壓關(guān)機(jī)、欠壓關(guān)機(jī)和短路關(guān)機(jī)。開(kāi)路漏極輸出如果發(fā)生錯(cuò)誤，內(nèi)部上拉電阻低。

自舉電容器（CB1、CB2）

確保所需的外柵電壓達(dá)到所需的最小值邏輯電平為5V，標(biāo)準(zhǔn)功率MOS晶體管為10V。高端晶體管要求柵極電壓高于電源電壓。這是通過(guò)內(nèi)部電荷泵電路實(shí)現(xiàn)的與自舉電容器組合。當(dāng)高壓側(cè)MOS晶體管關(guān)閉，低端開(kāi)啟。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)關(guān)閉時(shí)，充電的自舉電容器能夠?yàn)楦邆?cè)功率MOS晶體管的柵極驅(qū)動(dòng)器供電。為了有效地充電，引導(dǎo)程序的值電容器應(yīng)大于功率MOS的柵源電容，并符合所需的PWM比例。

充電泵電路（CP）

如圖6所示，可使用外部N溝道MOS晶體管實(shí)現(xiàn)反向電池保護(hù)。在這種情況下，它的漏極體二極管提供保護(hù)。輸出CP用于驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極高于電池電壓，從而打開(kāi)MOS，并用RDSON繞過(guò)漏極二極管。這個(gè)CP通過(guò)一個(gè)內(nèi)部二極管和一個(gè)20kΩ電阻器與VS相連。

用于外部N溝道功率MOS晶體管（GH1、GH2、GL1、GL2）的柵極驅(qū)動(dòng)器EN的高電平在DIR和PWM輸入的控制下激活外部MOS驅(qū)動(dòng)器（見(jiàn)真相表和驅(qū)動(dòng)順序圖4）。外部功率MOS門通過(guò)串聯(lián)電阻連接到設(shè)備上，以減少系統(tǒng)的電磁發(fā)射（EME）。電阻影響開(kāi)關(guān)行為。必須仔細(xì)挑選。電阻過(guò)大會(huì)增加電源的充放電時(shí)間MOS柵并能在半橋中產(chǎn)生交叉電流。驅(qū)動(dòng)器保證更長(zhǎng)的切換延遲時(shí)間從源到匯階段，以防止交叉?zhèn)鲗?dǎo)。柵極源電壓限制為14V。充放電電流受驅(qū)動(dòng)器的RDSON限制。司機(jī)們沒(méi)有穿短褲的保護(hù)措施。

可編程交叉?zhèn)鲗?dǎo)保護(hù)

H橋（兩個(gè)半橋）配置的外部功率MOS晶體管通過(guò)附加延遲時(shí)間tCCP打開(kāi)，以防止半橋中的交叉?zhèn)鲗?dǎo)。交叉導(dǎo)通保護(hù)時(shí)間tCCP由外部電容器CPR和PR引腳處的電阻RPR決定。電容器充電了至電壓限制VPRH。控制輸入DIR和PWM的電平變化會(huì)關(guān)閉相關(guān)外部MOS晶體管和PR引腳的充電源。電阻器RPR對(duì)電容器CPR放電。當(dāng)PR處的電壓達(dá)到VPRL。之后，心肺復(fù)蘇術(shù)將再次收費(fèi)。電容器CPR應(yīng)選擇在100pF和1nF之間。電阻RPR應(yīng)高于7kW。延遲時(shí)間可表示為：

ISO接口

ISO接口提供微控制器和串行總線之間的通信，具有波特率通過(guò)VBAT和GND兼容的單根導(dǎo)線，最高可達(dá)60kbit/s。邏輯電平傳輸輸入TX驅(qū)動(dòng)開(kāi)漏K輸出。K輸出可以通過(guò)上拉電阻連接到VBAT的串行總線上。K 引腳具有過(guò)壓保護(hù)，對(duì)GND和VS短路，并且可以在VVS和GND之外驅(qū)動(dòng)。缺乏時(shí)VVS或GND的輸出顯示高阻抗特性。具有內(nèi)部拉的開(kāi)漏極輸出RXup電阻器監(jiān)控K引腳的狀態(tài)，以讀取接收到的數(shù)據(jù)并控制傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。短如果內(nèi)部開(kāi)路漏極晶體管不能拉動(dòng)電壓電勢(shì)，則可識(shí)別K引腳處的電路狀況在K引腳低于0.45·VVS閾值時(shí)。然后RX保持在高狀態(tài)。計(jì)時(shí)器啟動(dòng)并切換開(kāi)路漏極晶體管。關(guān)閉20μs。TX輸入的下一個(gè)低電平會(huì)重置定時(shí)器和開(kāi)漏晶體管再次打開(kāi)。

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