功能應(yīng)用程序

四個獨立輸出，峰值>3A，

1A繼電器和電磁閥驅(qū)動器

連續(xù)電流能力

高阻抗汽車噴油器

驅(qū)動器最大導(dǎo)通電阻為1.3Ω

溫度

燈驅(qū)動器

每個開關(guān)的真實瞬時功率限制

電源切換

開關(guān)電機驅(qū)動器

高生存電壓（60 VDC，80V瞬態(tài)）

短路負載（接地和電源）

說明

保護LMD18400是一個完全受保護的四邊形高壓側(cè)。它包含四個公共漏極DMOS N-VCC>35V時的過電壓關(guān)機通道電源開關(guān)，每個都能將a•LS TTL/CMOS兼容邏輯輸入和連續(xù)1安培負載（>3安培瞬態(tài)）切換到輸出公共正電源。開關(guān)完全<10μA電源電流在“休眠”模式下受到保護，不受過高電壓、電流和溫度。用于感應(yīng)放電的瞬時功率傳感電路−5V輸出鉗位計算過電壓和負載的乘積電流通過每個DMOS開關(guān)并限制用于11項診斷檢查的串行數(shù)據(jù)接口：供電至安全水平。可以將設(shè)備禁用為–打開/關(guān)閉狀態(tài)產(chǎn)生“休眠”狀態(tài)，減少電源–負載電流開路或短路至小于10μA。單獨的開/關(guān)控制每個交換機的–工作溫度LSTLL/CMOS邏輯兼容輸入。–電源電壓過高MICROWIRE兼容串行數(shù)據(jù)接口內(nèi)置兩個直接輸出錯誤標志，以提供廣泛的診斷信息。此信息包括交換機狀態(tài)回讀，輸出負載故障條件和熱過壓停機狀態(tài)。還有兩個直接輸出錯誤標志以提供立即一般系統(tǒng)故障和指示工作溫度過高。LMD18400采用特殊電源封裝消散引線框架，減少連接外殼熱阻約為20°C/W。

絕對最大額定值（1）（2）

（1） 絕對最大額定值表示設(shè)備可能發(fā)生損壞的極限值。工作額定值表示設(shè)備的功能，但不確保特定的性能限制。確保規(guī)范和測試條件，見電氣特性。

（2） 如果需要軍用/航空航天專用設(shè)備，請聯(lián)系德克薩斯儀器銷售辦事處/經(jīng)銷商，以獲得規(guī)范。

（3） 人體模型；通過1.5 kΩ電阻進行100 pF放電。所有引腳（引腳8和13除外，其保護電壓為1000V）和引腳1，2、18和19，保護電壓為500V。

（4） 最大功耗是TJMAX、θJA和TA的函數(shù)，并受熱關(guān)機的限制。最大允許功率任何環(huán)境溫度下的耗散為PD=（TJMAX–TA）/θJA。如果超過此耗散，模具溫度將上升到150°C以上最終設(shè)備將進入熱關(guān)機狀態(tài)。對于LMD18400，結(jié)對環(huán)境的熱阻θJA為60°C/W。在充分散熱的情況下，封裝的最大持續(xù)功耗為，IDCMAX2×RON（最大）×4個開關(guān)1A2×1.3Ω×4=5.2W）。

電氣特性

VCC=12V，CCP=0.01μFd，除非另有說明。粗體限制適用于整個工作溫度范圍，−25°C≤TA≤+85°C，所有其他限值為TA=TJ=+25°C。

（1） 典型值為TJ=+25°C，代表最有可能的參數(shù)規(guī)范。

（2） 所有限值都是在+25°C下進行的100%生產(chǎn)測試。極端溫度下的極限值通過相關(guān)和公認的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行規(guī)定質(zhì)量控制（SQC）方法。

電氣特性（續(xù)）

VCC=12V，CCP=0.01μFd，除非另有說明。粗體限制適用于整個工作溫度范圍，−25°C≤TA≤+85°C，所有其他限值為TA=TJ=+25°C。

（3） 使用脈沖測試技術(shù)。脈沖寬度<5ms，占空比<1%。

典型性能特征

對于所有曲線，VCC=12V，除非另有說明，否則溫度為結(jié)溫

基本操作

高壓側(cè)驅(qū)動廣泛用于汽車和工業(yè)應(yīng)用中，將電源切換到地面參考荷載。與低壓側(cè)驅(qū)動相比，使用高壓側(cè)驅(qū)動的主要優(yōu)點是保護負載如圖中所示，負載被意外地短路到地上圖18。高壓側(cè)驅(qū)動器可以檢測到短路情況并打開電源開關(guān)以禁用負載和消除電源上過多的電流消耗。LMD18400可以控制和保護多達四個分離地面參考荷載。

LMD18400將低壓CMOS邏輯控制電路與高壓DMOS工藝相結(jié)合。每個DMOS電源開關(guān)有單獨的開/關(guān)控制輸入。當指令接通時，開關(guān)的輸出將通過最大電阻1.3Ω（DMO的接通電阻）將負載連接到VCC電源開關(guān)）。施加在負載上的電壓取決于負載電流和LMD18400。當開關(guān)被指令關(guān)閉時，除了小泄漏電流通常小于0.01μA。LMD18400可以在繪圖時連續(xù)連接到帶電電源，例如汽車電池當處于“休眠”狀態(tài)時，電源的電流小于10μA。這種“睡眠”模式是通過啟用輸入（引腳3）低。在此模式下，設(shè)備的電源電流通常只有0.04μA。特殊低電流消耗備用電路用于保持DMOS開關(guān)關(guān)閉，以消除任何負載的供電電壓瞬變（MOS功率器件的一個常見問題）。在“休眠”模式下，所有診斷和邏輯電路都處于非活動狀態(tài)。當使能輸入被帶到邏輯1時開關(guān)“待命”并準備在短時間（30μs）啟用延遲時間后響應(yīng)其控制輸入。這個延遲間隔防止開關(guān)瞬時接通。圖19顯示了開關(guān)控制邏輯。

每個DMOS開關(guān)在其柵極驅(qū)動比其源高約3.5V時打開電壓。因為開關(guān)的電源是輸出端的負載，所以可以把電壓取得很近VCC供應(yīng)潛力。確保有足夠的電壓驅(qū)動DMO的門裝置內(nèi)置電荷泵電路。該電路由內(nèi)部300 kHz振蕩器控制，并使用外部10nF電容器從引腳14連接到地上，產(chǎn)生大約20V的電壓比VCC電源電壓高。這為應(yīng)用的每個開關(guān)提供足夠的柵極電壓驅(qū)動在標準5V邏輯輸入電平的命令下。當驅(qū)動1A負載電流時，每個開關(guān)的開啟時間約為12μs。這個比較慢開關(guān)時間有助于將電磁干擾（EMI）相關(guān)問題降至最低切換高電流電平。

保護電路

LMD18400內(nèi)置了廣泛的保護電路。任何動力裝置，防止過度電壓、電流和溫度條件至關(guān)重要。為了實現(xiàn)“故障安全”系統(tǒng)的實現(xiàn)在檢測到任何過壓或超溫故障情況下，LMD18400會自動停用負載。電壓保護VCC電源的范圍為−0.5V至+60 VDC，而不會對LMD18400造成任何損壞。CMOS邏輯電路是從一個內(nèi)部5.1V的調(diào)節(jié)器，保護這些低電壓晶體管從高VCC電位。但是，為了保護連接到開關(guān)輸出的負載，過電壓停機采用電路。如果VCC電位超過35V，所有開關(guān)都將被關(guān)閉斷開負載。該35V閾值具有750 mV的滯后，以防止?jié)撛谡袷帯４送猓€內(nèi)置了欠壓鎖定功能。當VCC小于5V時，它變得不確定邏輯電路是否能將開關(guān)保持在命令狀態(tài)。為了避免這種不確定性當VCC下降到大約5V以下時，開關(guān)關(guān)閉。圖20顯示了輸出的關(guān)閉在0V至80V VCC電源瞬態(tài)期間。

LMD18400設(shè)計用于驅(qū)動所有類型的負載。當驅(qū)動接地感應(yīng)負載時例如繼電器或螺線管，負載上的電壓將與電感器中的磁場極性相反關(guān)閉電源開關(guān)時崩潰。這將把LMD18400的輸出引腳拉到地面以下。這個負瞬態(tài)電壓鉗制在大約−5V，以保護IC。該夾緊動作未完成用二極管，而不是電源DMOS開關(guān)立即重新接通，以引導(dǎo)電感器電流斷電，如圖21所示。

當輸出電感產(chǎn)生負電壓時，DMOS晶體管的柵極被鉗制在0V.at−3.5V，電源設(shè)備的電源比柵極小足夠使開關(guān)再次接通。在這種負瞬態(tài)條件下，保護開關(guān)的功率限制電路由于柵極保持在0V。在此箝位間隔期間的最大電流，等于穩(wěn)態(tài)ON通過電感器的電流應(yīng)保持在1A以下。在這個時間間隔內(nèi)的另一個問題與感應(yīng)負載的大小和斷電所需的時間。如果電感器更大的話額外的功耗可能導(dǎo)致模具溫度超過熱關(guān)機限制。如果發(fā)生這種情況時，所有其他開關(guān)將立即關(guān)閉（參見“熱管理”部分）。

功率限制

LMD18400利用真正的瞬時功率限制電路而不是簡單的電流限制來保護每一個開關(guān)。這提供了更高的瞬態(tài)電流能力，同時仍然保持安全的功耗水平。每個開關(guān)的功耗（漏源電壓和輸出電流的乘積，Vds×IOUT）通過改變柵極電壓和導(dǎo)通電阻持續(xù)監(jiān)測并限制在15W開關(guān)。基本上，導(dǎo)通電阻將盡可能低，直到15W被消散。維持15W，通電電阻增大，降低負載電流。這會導(dǎo)致輸出電壓降低。對于電阻負載，功率限制時的輸出電壓為：

如圖22所示，這提供了最大瞬態(tài)電流和漏源電壓特性。

負載的穩(wěn)態(tài)電流受封裝功耗、環(huán)境溫度和開關(guān)的導(dǎo)通電阻具有正溫度系數(shù)，如典型性能所示特點。開關(guān)的這種動態(tài)電流限制在驅(qū)動燈和大電容負載時是有益的。燈當?shù)谝淮谓油〞r，需要一個大的浪涌電流，大約是正常工作電流的10倍冷燈絲。LMD18400將把初始電流限制在開關(guān)中消耗15W的水平。作為燈絲預(yù)熱燈上的電壓升高，從而降低開關(guān)上的電壓這樣可以讓更多的電流完全點亮燈。在勵磁涌流有限的情況下，燈負載的壽命為顯著增加。圖23顯示了燈負載的軟開啟。隨著負載電壓的增加，輸出電流增加的原理同樣允許大電容與具有固定1A電流的驅(qū)動器相比，LMD18400驅(qū)動器對負載充電更快極限保護方案。圖24顯示了驅(qū)動大電容負載時的輸出響應(yīng)。

熱防護

持續(xù)監(jiān)控LMD18400的模具溫度。如果任何條件導(dǎo)致模具溫度上升到+170°C時，所有電源開關(guān)自動關(guān)閉，以減少功耗。它是重要的是要認識到熱關(guān)機同時影響所有四個開關(guān)。也就是說，如果只是一個開關(guān)負載足以將模具加熱到熱關(guān)機閾值，所有其他開關(guān)，無論其功耗條件下，將關(guān)閉。所有開關(guān)將重新啟用時，模具溫度已冷卻至約+160°C。直到高溫強制條件移除開關(guān)將循環(huán)打開和關(guān)閉，從而保持平均模具溫度+165°CLMD18400將通過多個診斷輸出信號發(fā)出溫度過高的信號（參見診斷）。

診斷學(xué)

LMD18400具有廣泛的電路診斷信息報告功能。使用這些信息可以生產(chǎn)具有開關(guān)狀態(tài)和負載故障條件智能反饋的系統(tǒng)，以便進行故障排除目的。所有診斷信息都包含在一個11位字中。這些數(shù)據(jù)可以從LMD18400系列化，如圖25所示。移位寄存器與診斷數(shù)據(jù)并行加載當芯片選擇串行模式時，只要芯片切換到選擇1模式邏輯0。數(shù)據(jù)輸出線（引腳8）內(nèi)部來自設(shè)置邏輯1輸出的5.1V調(diào)節(jié)器電壓。該引腳具有低電流源能力，因此該引腳上的任何負載都將降低邏輯1輸出電平規(guī)定在360μa負載下至少為2.4V。數(shù)據(jù)接口與微線兼容，因為數(shù)據(jù)從LMD18400的下降沿時鐘輸出時鐘，在上升沿的控制微處理器中進行計時。任何數(shù)量的設(shè)備都可以共享一種公共數(shù)據(jù)輸出線，因為數(shù)據(jù)輸出管腳保持在高阻抗（三態(tài)）狀態(tài)，直到通過將芯片選擇輸入降低來選擇設(shè)備。在芯片選擇變低后，有一個短數(shù)據(jù)需要設(shè)置時間間隔（500 ns Min）。這對于允許信息的第一個數(shù)據(jù)位建立在第一個上升時鐘邊緣之前的數(shù)據(jù)輸出線上，它將數(shù)據(jù)位輸入到控制器。當所有11位診斷數(shù)據(jù)被移出時，數(shù)據(jù)輸出進入邏輯1電平，直到選擇芯片返回高端。

圖25還顯示了診斷數(shù)據(jù)位的重要性。前4位表示輸出負載錯誤條件，每個通道連續(xù)一個（參見負載錯誤檢測）。位5到8提供每個開關(guān)的命令開/關(guān)狀態(tài)的讀回。LMD18400的一個獨特之處在于，它提供了工作溫度過高的預(yù)警。如果模具溫度超過+145°C，位9將設(shè)置為邏輯0。根據(jù)這些信息，系統(tǒng)可以編程以采取糾正措施，可能在LMD18400仍在運行時關(guān)閉特定負載運行正常（尚未處于熱停堆狀態(tài)）。如果這一預(yù)警被忽視，設(shè)備繼續(xù)上升在溫度下，熱關(guān)機電路將在模具溫度為+170°C時開始工作。如果診斷數(shù)據(jù)流的發(fā)生位10將被設(shè)置為邏輯0，指示設(shè)備處于熱關(guān)機狀態(tài)所有的輸出都被切斷了。最后的數(shù)據(jù)位，位11，表示VCC電源上的過電壓條件（VCC大于35V），并且再次表示所有驅(qū)動程序都關(guān)閉。

診斷數(shù)據(jù)可由控制器定期讀取，或僅在出現(xiàn)一般系統(tǒng)錯誤時讀取用于確定任何系統(tǒng)故障原因的指示。故障的一般指示由錯誤標志輸出（引腳13）。只要檢測到任何類型的錯誤，該引腳就會變低。有一個內(nèi)置的延遲從檢測到錯誤到引腳13的時間約為75μs。這是為了幫助面具短持續(xù)時間誤差條件，例如可能由驅(qū)動高電容性負載（>2μF）引起。燈負載可能當它打開時會產(chǎn)生幾百毫秒的短路加載錯誤，應(yīng)該忽略這個錯誤。

錯誤標志輸出引腳是一個開路漏極晶體管，它需要一個上拉電阻器的正電壓一般來說，這種上拉是對同一個5V電源的，它會偏置啟用輸入和任何其他外部輸入邏輯電路。幾個LMD18400封裝的錯誤標志引腳可以用一個上拉電阻器連接在一起，以提供全面的系統(tǒng)錯誤指示。一旦檢測到錯誤，每個然后可以輪詢設(shè)備以獲取診斷信息，以確定故障的來源。第二個直接輸出錯誤標志用于指示熱關(guān)機（引腳17）。此活動低標志提供立即顯示模具溫度已達到+170°C，并且所有四個開關(guān)的驅(qū)動裝置已刪除。該輸出通過一個小（5μa）電流源被拉至內(nèi)部5.1V邏輯調(diào)節(jié)器因此，建議在該引腳上使用緩沖器。

引腳17的一個有用特性是它也可以用作停機輸入。馬上把這個針打低關(guān)閉所有驅(qū)動器，就像達到熱關(guān)機溫度一樣控制邏輯和診斷電路保持激活狀態(tài)。這在設(shè)計“故障安全”系統(tǒng)時很有用在任何外部檢測到的系統(tǒng)故障情況下，都可以禁用負載。但是診斷邏輯不能區(qū)分正常的熱關(guān)機或引腳17被驅(qū)動低的事實。像這樣的，各種開關(guān)錯誤和超溫指示將在診斷數(shù)據(jù)流中報告。圖26說明了將引腳17用作輸出熱關(guān)機標志和僅作為關(guān)閉的輸入開關(guān)。將針腳17直接系到+5V可防止內(nèi)部熱關(guān)機電路禁用開關(guān)。但是，出于可靠性目的，不建議這樣做，因為這樣就不會有最大限度的限制模具溫度。有關(guān)這些直接輸出錯誤標志的操作摘要，請參閱真值表。負載錯誤檢測LMD18400的一個重要特性是能夠檢測開路或短路的負載連接。圖27說明了每個驅(qū)動器使用的檢測電路。

電壓比較器監(jiān)控負載的電壓，并將其與固定的4.1V參考電平進行比較。當開關(guān)斷開，接地參考負載之間應(yīng)無電壓。在這種情況下，內(nèi)部50與VCC相連的kΩ電阻器將向負載提供少量電流。如果負載電阻大足以產(chǎn)生大于4.1V的電壓時，該開關(guān)將顯示開路負載錯誤。最大值當開關(guān)斷開時不會產(chǎn)生開路負載錯誤的負載電阻可以通過：

為了使這個開放負載錯誤閾值更合理，可以從輸出至VCC電源。另外，當開關(guān)被指令關(guān)閉時，如果負載對VCC電源短路，該電路將再次指示錯誤。當一個開關(guān)被指令接通時，負載上會有一個接近VCC的電壓潛力。如果輸出電壓低于4.1V閾值，將再次報告錯誤，表明負載對地短路，或者驅(qū)動器處于功率限制，無法拉動任何輸出電壓離VCC更近。開關(guān)接通can時不會產(chǎn)生短路負載錯誤的最小負載電阻發(fā)現(xiàn)者：

圖28顯示了正常運行、開路負載和短路負載或功率限制的負載電阻范圍指示。

熱管理

特別重要的是要考慮中所有四個開關(guān)消耗的總功率始終使用LMD18400。任何驅(qū)動負載的開關(guān)組合都會導(dǎo)致模具增加溫度。如果模具溫度達到+170°C的熱關(guān)機閾值，所有開關(guān)將故障。仔細計算任何時間點所需的最壞情況下的總功耗，并提供充分的散熱可以防止這種情況的發(fā)生。LMD18400包裝有一個特殊的引線框架，有助于通過兩個接地引腳散熱包裝的每一面。從結(jié)到殼的熱阻（θJC）約為20°C/W。從結(jié)到周圍的熱阻（θJA）在沒有任何散熱的情況下大約為60°C/W。圖29說明了如何設(shè)計印刷電路板的銅箔散熱和降低整體結(jié)對環(huán)境的熱阻。每個交換機的功耗等于：

RON是開關(guān)的接通電阻（最大1.3Ω）（4）在功率損耗達到15W的最大極限之前，這些方程仍然成立，在以下情況下，將達到15W功率限制閾值：

感應(yīng)負載在關(guān)閉時會產(chǎn)生額外的功耗。圖30顯示了理想化的感應(yīng)負載的電壓和電流波形。

打開時，最壞情況下的功耗為：

每個電源開關(guān)的電感穩(wěn)態(tài)通電電流應(yīng)保持在1A以下。關(guān)斷時的額外功耗，當電感器斷電時電感器夾持至−5V，可通過以下方式找到：

對于時間間隔，tCLAMP。這是電感器電流降到零所需的時間：

電感器的大小將決定這個額外的功耗間隔的持續(xù)時間。盡管峰值電流保持在1A以下，在此時間間隔內(nèi)，開關(guān)將在其上看到電壓VCC+5V無功率限制保護。如果感應(yīng)器太大，時間間隔可能足夠長，足以加熱模具溫度達到+170°C，從而關(guān)閉包裝上的所有其他負載。

感應(yīng)負載在整個開關(guān)周期內(nèi)的總平均功耗為：

由于熱關(guān)機強制所有負載的共同切斷，封裝的熱時間常數(shù)成為一個問題。圖31顯示了加熱模具到熱關(guān)機所需的時間從初始結(jié)溫+25°C開始，封裝功耗逐步增加使用PC板布局進行測量，從接頭到環(huán)境的熱阻約為35°C/W。當然，散熱量越小，電源開關(guān)的熱關(guān)機速度越快。

　　安芯科創(chuàng)是一家國內(nèi)芯片代理和國外品牌分銷的綜合服務(wù)商,公司提供芯片ic選型、藍牙WIFI模組、進口芯片替換國產(chǎn)降成本等解決方案,可承接項目開發(fā),以及元器件一站式采購服務(wù),類型有運放芯片、電源芯片、MO芯片、藍牙芯片、MCU芯片、二極管、三極管、電阻、電容、連接器、電感、繼電器、晶振、藍牙模組、WI模組及各類模組等電子元器件銷售。（關(guān)于元器件價格請咨詢在線客服黃經(jīng)理：15382911663）

　　代理分銷品牌有：ADI_亞德諾半導(dǎo)體/ALTBRA_阿爾特拉/BARROT_百瑞互聯(lián)/BORN_伯恩半導(dǎo)體/BROADCHIP_廣芯電子/COREBAI_芯佰微/DK_東科半導(dǎo)體/HDSC_華大半導(dǎo)體/holychip_芯圣/HUATECH_華泰/INFINEON_英飛凌/INTEL_英特爾/ISSI/LATTICE_萊迪思/maplesemi_美浦森/MICROCHIP_微芯/MS_瑞盟/NATION_國民技術(shù)/NEXPERIA_安世半導(dǎo)體/NXP_恩智浦/Panasonic_松下電器/RENESAS_瑞莎/SAMSUNG_三星/ST_意法半導(dǎo)體/TD_TECHCODE美國泰德半導(dǎo)體/TI_德州儀器/VISHAY_威世/XILINX_賽靈思/芯唐微電子等等

免責(zé)聲明：部分圖文來源網(wǎng)絡(luò)，文章內(nèi)容僅供參考，不構(gòu)成投資建議，若內(nèi)容有誤或涉及侵權(quán)可聯(lián)系刪除。