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来源:纳芯微电子

纳芯微今日宣布推出NSD7315系列大电流H桥驱动芯片,纳芯具备40V耐压能力与10A峰值输出电流,微推支持硬件和软件SPI两种输入接口版本,系列该系列芯片支持1路H桥或者2路半桥配置,大电动芯可直接驱动1路直流有刷电机或2路电磁阀等负载。桥驱

NSD7315-Q1车规版本适用于多种汽车应用场景,纳芯包括车身电子锁、微推发动机控制系统中的系列电子节气门、废气再循环、大电动芯分流阀,桥驱以及空气悬架CDC等应用。纳芯NSD7315工规版本也可应用于自动升降桌、微推电动窗帘、系列扫地洗地机等消费类设备。大电动芯新推出的桥驱NSD7315是对纳芯微现有的NSD73xx系列H桥驱动产品在大电流方向上的进一步拓展。

产品特性

满足AEC-Q100 grade 1: –40°C~125°C TA(车规版本)

工作电压:4.5V~35V (40V耐压) ,输出电流:10A (峰值)

超低内阻 Rds(on) (上管+下管):150mΩ @TJ = 25°C, 13.5V

集成电流采样功能:比例电流输出(IPROPIx)

集成可配置的电流调节功能

可配置的控制模式:PH/EN,PWM(IN1/IN2) 和独立半桥控制

输出上升/下降时间压摆率可配置,优化降低EMI性能

低功耗模式:静态电流3μA @TJ = 25°C, 13.5V

SPI 和硬件接口选择:

– SPI接口:NSD7315S-Q1

– 硬件接口:NSD7315H-Q1

先进保护和智能诊断功能:电源欠压保护,电荷泵欠压,过流保护,负载开路检测,过热关断与过热预警,故障状态输出(nFAULT/SPI)

大电流,低温升,具备出色带载能力

NSD7315上下管总导通电阻仅为150mΩ,峰值输出电流可达10A,能够为汽车有刷电机、阀门泵类及工业电机提供大扭矩带载能力。即使在高温环境下,也具备较低且稳定的温升表现,运行持久可靠。

在半桥模式下,带载持续输出2A电流,环境温度为25℃,芯片温升稳定在24.4℃。

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带载持续2A电流时的芯片温升

在全桥模式下,带载持续输出5A电流,环境温度为25℃,芯片温升稳定在125°度,未触发过温保护。

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带载持续5A电流时的芯片温升

灵活设置输出压摆率,有效平衡大电流驱动中的温升与EMI挑战

在电机等负载驱动中通常采用硬开关方式,而大电流驱动会带来显著的电流变化率(△I/△T),进而产生较大的电磁干扰(EMI)(如下图所示)。若芯片输出的压摆率固定且较慢,会导致内部MOS开关损耗增加,导致温度升高。因此,如何在满足EMI性能的同时控制温升,是大电流驱动应用中的一大难点。

NSD7315支持根据不同负载和不同输入PWM频率,来灵活设置输出的上升/下降Slew Rate,同步配置死区时间,方便工程师在不更改硬件设计的前提下,通过软件(SPI版本)或者SR管脚(HW版本)来优化温升和EMI性能。

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输出上升/下降沿压摆率

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SPI接口Slew Rate设置

内部集成电流采样和电流调节,减少系统面积和成本

NSD7315集成电流采样功能,无需外部功率采样的电阻和电流运放即可实现电流检测。通过IPROPIx管脚,可按1/1100的比例输出每个半桥上管MOS的正向导通电流(即从Drain到Souce端的电流)。若将IPROPI1和IPROPI2管脚连接在一起,则输出电流为两个上管的正向电流之和(如下图所示)。

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NSD7315内置电流镜

同时,NSD7315还集成了电流调节功能,当输出电流超过内部设定的电流阈值时,芯片会自动执行限流功能,以防止在电机启动或堵转等工况下出现过大负载电流,从而避免芯片过热和电机损坏。

具备负载开路诊断功能,精准定位反馈故障,无需人工排查

NSD7315支持输出端负载开路诊断功能,可在驱动芯片待机模式和工作模式下分别检测负载状态,帮助系统在电机运转前或运行中及时发现异常,提升系统可靠性。该功能支持两种检测模式:待机模式检测(OLP)和工作模式检测(OLA)。

待机模式下的负载开路检测(OLP):芯片通过依次使能内部的上拉和下拉电流源,测量流经内部上/下拉电阻的电压,并与内部比较器的电压阈值进行比对,从而判断输出是否存在开路。

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OLP模式检测 步骤一

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OLP模式检测 步骤二

工作模式下的负载开路检测(OLA):芯片通过检测死区时间内高边续流MOS管体二极管的导通压降,并与固定的VOLA电压阈值比较,实现实时开路检测。

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OLA模式检测电路

封装与选型

纳芯微H桥直流有刷电机驱动NSD7315系列现已全面量产,作为NSD73xx系列的重要拓展,该系列具备良好的通用性与可靠性,适用于多种典型负载需求。NSD7315系列的推出,进一步完善了纳芯微在电机驱动领域的产品布局,为客户提供更高集成度与系统适配性解决方案,助力终端产品快速落地。

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NSD73xx系列选型表

纳芯微电子(简称纳芯微,科创板股票代码688052)是高性能高可靠性模拟及混合信号芯片公司。自2013年成立以来,公司聚焦传感器、信号链、电源管理三大方向,为汽车、工业、信息通讯及消费电子等领域提供丰富的半导体产品及解决方案。

纳芯微以『“感知”“驱动”未来,共建绿色、智能、互联互通的“芯”世界』为使命,致力于为数字世界和现实世界的连接提供芯片级解决方案。

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