圣邦微电子车规级多路开关检测接口SGMCD1020Q介绍

圣邦微电子推出车规级多路开关检测接口（MSDI）芯片 SGMCD1020Q，为车身控制模块带来全新解决方案。该芯片具备卓越的多通道检测能力，可精确监测多达 22 个通道的开关状态，涵盖 14 路接地开关和 8 路可编程开关（可灵活配置为接地开关或电池开关）。凭借其串行外设接口（SPI），SGMCD1020Q 能够将开关状态信息高效传输至微处理器单元（MCU），确保系统及时响应。此外，芯片内置 22 选 1 模拟多路复用器，可将缓冲后的选定输入模拟信号输出到 AMUX 引脚，供 MCU 进一步读取与处理，全方位满足汽车电子系统对开关检测的高性能需求。

SGMCD1020Q 具备三种灵活的操作模式：正常模式（Normal Mode）、低功耗模式（Low-Power Mode）和轮询模式（Polling Mode）。在正常模式下，器件可被编程，并在检测到开关状态变化时，为开关触点提供精准的上拉或下拉湿电流；低功耗模式则通过关闭自身大部分电路，实现超低功耗运行，其典型待机电流极低，非常适用对睡眠电流有严格要求的汽车和工业场景，能够显著降低系统能耗；轮询模式则会按照预设周期对输入引脚进行检测，快速判定开关状态相较于正常模式是否发生变化，为系统提供了高效且灵活的检测方式。

SGMCD1020Q 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用。芯片采用符合环保理念的 TQFN-5×5-32GL绿色封装，工作温度范围在 -40℃ 至 +125℃。

图 1 SGMCD1020Q 典型应用电路

图 2 SGMCD1020Q 功能框图

SGMCD1020Q 典型特性

符合汽车可靠性标准 AEC-Q100 Grade 1；

支持 12V 汽车系统，具有欠压和过压警告功能；

全参数运行电压：6V ≤ VBATP≤ 28V；

全功能运行电压：6V ≤ VBATP≤ 36V；

SGx, SPx 开关输入电压范围：-1V 至 36V；

典型待机电流：IBATP= 70μA，IVDDQ= 4.4μA；

支持三种工作模式：正常模式、低功耗模式和轮询模式；

14 路接地开关，8 路可编程开关(接地开关或电池开关)；

4 种可配置的湿电流设置：2mA，8mA，12mA，16mA；

可选择开关状态改变的唤醒功能；

开关状态改变时主动产生中断（INT_B）；

使用 3.3V/5.0V SPI 协议可直接与 MCU 连接；

采用符合环保理念的 TQFN-5×5-32GL绿色封装。

SGMCD1020Q 产品优势

在汽车电子系统中，车身控制模块（BCM）是用于管控各类车身功能的核心部件。与传统开关接口分立检测方案相比，SGMCD1020Q 凭借其高度集成化的设计、超低功耗特性、丰富的检测功能、便捷的通信接口以及卓越的可靠性，为 BCM 带来全方位的性能提升。它不仅能优化汽车电子系统整体性能，还能显著降低系统成本，同时大幅提升系统的稳定性和可靠性，为汽车电子系统的设计与应用提供了更优的解决方案。

一、高度集成，节省空间与成本

SGMCD1020Q 将 22 通道开关检测接口和 22 选 1 模拟多路复用器集成于一体，能够同时检测多个开关状态并处理模拟输入信号。与传统分立方案相比，该芯片显著减少了所需外部元件数量，如电阻、电容和二极管等。这种高度集成设计不仅降低了 MCU 资源占用，还大幅减少了电路板空间，降低了元件采购和生产成本，同时简化了设计流程，提升了系统可靠性。

图 3 开关接口分立检测方案

二、低功耗模式，助力节能降耗

SGMCD1020Q 具备低功耗模式，典型待机电流 IBATP仅 70μA，IVDDQ为 4.4μA。这一特性使其在汽车等对低睡眠状态电流有严格要求的应用场景中表现出色，能够显著降低系统功耗，有效延长汽车电池使用时间，提升汽车电气系统的整体效率。传统分立检测方案则难以实现如此低的功耗水平。

三、高可靠性，保障系统稳定运行

SGMCD1020Q 具备多种保护和故障检测机制，涵盖欠压、过压、过热保护以及 SPI 通信错误检测等功能。在汽车复杂多变的电气环境中，这些机制能有效应对各种异常情况，确保系统稳定运行，显著降低故障发生概率。此外，该器件在接地偏移、短路等异常条件下仍能保持正常工作，展现出了卓越的可靠性，相较传统分立检测方案表现更为出色。

四、功能丰富，提升检测灵活性

SGMCD1020Q 通过软件配置即可灵活适应多样化的开关检测需求，当需要增加新的开关功能或扩展系统功能时，仅需进行软件升级和少量硬件调整，即可快速实现功能升级，无需像分立方案那样重新设计和布局大量电路，极大地提升了系统的可扩展性和灵活性。其主要功能如下：

可编程四档位高精度湿电流：提供 2mA、8mA、12mA 和 16mA 四个档位的湿电流，可根据不同检测需求灵活配置。小电流适用于模拟开关状态检测，有利于 ADC 在满量程范围内实现更精细的分辨；大电流则可有效去除机械开关触点氧化效果，同时具备更强的外部电容电流拉灌能力，显著缩短响应时间。

可编程湿电流持续时间：支持连续或脉冲模式，可根据具体应用场景灵活配置湿电流的持续时间，以适应不同的开关检测需求。

可编程轮询周期：在轮询模式下，轮询周期可在 3ms 至 128ms 范围内灵活配置，共提供 16 个档位，满足不同检测频率的需求。

可选择唤醒功能：当开关状态发生变化，可主动向 MCU 发出通知，提高系统响应速度和实时性，确保快速响应开关操作。

高效稳定通信：支持 3.3V/5.0V SPI 协议，可直接与 MCU 进行通信，确保数据传输的高效性和稳定性，进一步优化系统性能。

图 4 连续/脉冲湿电流配置

图 5 低功耗模式下的典型时序图

SGMCD1020Q 凭借其高度集成、低功耗、高可靠性以及功能丰富的特性，完美契合了现代汽车电子系统对开关检测接口的严格要求，为车身控制模块（BCM）提供了一种高效、节能、可靠的解决方案，将有力推动汽车电子系统的发展和升级，为汽车制造商和用户带来更加优质的产品体验。

关于圣邦微电子

圣邦微电子（北京）股份有限公司（股票代码 300661）专注于高性能、高品质模拟集成电路的研发和销售。产品覆盖信号链和电源管理两大领域，拥有 32 大类 5200 余款可供销售型号，全部自主研发，广泛应用于工业、汽车电子、通信设备、消费类电子和医疗仪器等领域，以及物联网、新能源和人工智能等新兴市场。