納芯微發(fā)布NSD7315系列H橋直流有刷電機驅(qū)動芯片

納芯微近日宣布推出NSD7315系列大電流H橋驅(qū)動芯片，具備40V耐壓能力與10A峰值輸出電流，支持硬件和軟件SPI兩種輸入接口版本，該系列芯片支持1路H橋或者2路半橋配置，可直接驅(qū)動1路直流有刷電機或2路電磁閥等負載。

NSD7315-Q1車規(guī)版本適用于多種汽車應(yīng)用場景，包括車身電子鎖、發(fā)動機控制系統(tǒng)中的電子節(jié)氣門、廢氣再循環(huán)、分流閥，以及空氣懸架CDC等應(yīng)用。NSD7315工規(guī)版本也可應(yīng)用于自動升降桌、電動窗簾、掃地洗地機等消費類設(shè)備。新推出的NSD7315是對納芯微現(xiàn)有的NSD73xx系列H橋驅(qū)動產(chǎn)品在大電流方向上的進一步拓展。

產(chǎn)品特性

●   滿足AEC-Q100 grade1：–40°C~125°CTA（車規(guī)版本）

●   工作電壓：4.5V~35V（40V耐壓），輸出電流：10A（峰值）

●   超低內(nèi)阻Rds（on）（上管+下管）：150mΩ@T_J=25°C，13.5V

●   集成電流采樣功能：比例電流輸出（IPROPIx）

●   集成可配置的電流調(diào)節(jié)功能

●   可配置的控制模式：PH/EN，PWM（IN1/IN2）和獨立半橋控制

●  輸出上升/下降時間壓擺率可配置，優(yōu)化降低EMI性能

●   低功耗模式：靜態(tài)電流3μA@T_J=25°C，13.5V

●   SPI和硬件接口選擇：

–SPI接口：NSD7315S-Q1

–硬件接口：NSD7315H-Q1

●   先進保護和智能診斷功能：電源欠壓保護，電荷泵欠壓，過流保護，負載開路檢測，過熱關(guān)斷與過熱預(yù)警，故障狀態(tài)輸出（nFAULT/SPI）

大電流，低溫升，具備出色帶載能力

NSD7315上下管總導(dǎo)通電阻僅為150mΩ，峰值輸出電流可達10A，能夠為汽車有刷電機、閥門泵類及工業(yè)電機提供大扭矩帶載能力。即使在高溫環(huán)境下，也具備較低且穩(wěn)定的溫升表現(xiàn)，運行持久可靠。

在半橋模式下，帶載持續(xù)輸出2A電流，環(huán)境溫度為25℃，芯片溫升穩(wěn)定在24.4℃。

帶載持續(xù)2A電流時的芯片溫升

在全橋模式下，帶載持續(xù)輸出5A電流，環(huán)境溫度為25℃，芯片溫升穩(wěn)定在125℃，未觸發(fā)過溫保護。

帶載持續(xù)5A電流時的芯片溫升

靈活設(shè)置輸出壓擺率，有效平衡大電流驅(qū)動中的溫升與EMI挑戰(zhàn)

在電機等負載驅(qū)動中通常采用硬開關(guān)方式，而大電流驅(qū)動會帶來顯著的電流變化率（△I/△T），進而產(chǎn)生較大的電磁干擾（EMI）（如下圖所示）。若芯片輸出的壓擺率固定且較慢，會導(dǎo)致內(nèi)部MOS開關(guān)損耗增加，導(dǎo)致溫度升高。因此，如何在滿足EMI性能的同時控制溫升，是大電流驅(qū)動應(yīng)用中的一大難點。

NSD7315支持根據(jù)不同負載和不同輸入PWM頻率，來靈活設(shè)置輸出的上升/下降Slew Rate，同步配置死區(qū)時間，方便工程師在不更改硬件設(shè)計的前提下，通過軟件（SPI版本）或者SR管腳（HW版本）來優(yōu)化溫升和EMI性能。

輸出上升/下降沿壓擺率SPI接口Slew Rate設(shè)置

內(nèi)部集成電流采樣和電流調(diào)節(jié)，減少系統(tǒng)面積和成本

NSD7315集成電流采樣功能，無需外部功率采樣的電阻和電流運放即可實現(xiàn)電流檢測。通過IPROPIx管腳，可按1/1100的比例輸出每個半橋上管MOS的正向?qū)娏鳎磸腄rain到Souce端的電流）。若將IPROPI1和IPROPI2管腳連接在一起，則輸出電流為兩個上管的正向電流之和（如下圖所示）。

NSD7315內(nèi)置電流鏡

同時，NSD7315還集成了電流調(diào)節(jié)功能，當(dāng)輸出電流超過內(nèi)部設(shè)定的電流閾值時，芯片會自動執(zhí)行限流功能，以防止在電機啟動或堵轉(zhuǎn)等工況下出現(xiàn)過大負載電流，從而避免芯片過熱和電機損壞。

具備負載開路診斷功能，精準定位反饋故障，無需人工排查

NSD7315支持輸出端負載開路診斷功能，可在驅(qū)動芯片待機模式和工作模式下分別檢測負載狀態(tài)，幫助系統(tǒng)在電機運轉(zhuǎn)前或運行中及時發(fā)現(xiàn)異常，提升系統(tǒng)可靠性。該功能支持兩種檢測模式：待機模式檢測（OLP）和工作模式檢測（OLA）。

待機模式下的負載開路檢測（OLP）：芯片通過依次使能內(nèi)部的上拉和下拉電流源，測量流經(jīng)內(nèi)部上/下拉電阻的電壓，并與內(nèi)部比較器的電壓閾值進行比對，從而判斷輸出是否存在開路。

OLP模式檢測步驟一

OLP模式檢測步驟二

工作模式下的負載開路檢測（OLA）：芯片通過檢測死區(qū)時間內(nèi)高邊續(xù)流MOS管體二極管的導(dǎo)通壓降，并與固定的VOLA電壓閾值比較，實現(xiàn)實時開路檢測。

OLA模式檢測電路

封裝與選型

納芯微H橋直流有刷電機驅(qū)動NSD7315系列現(xiàn)已全面量產(chǎn)，作為NSD73xx系列的重要拓展，該系列具備良好的通用性與可靠性，適用于多種典型負載需求。NSD7315系列的推出，進一步完善了納芯微在電機驅(qū)動領(lǐng)域的產(chǎn)品布局，為客戶提供更高集成度與系統(tǒng)適配性解決方案，助力終端產(chǎn)品快速落地。

NSD73xx系列選型表