LM74721-Q1 汽车级 TVS less 低 IQ 反接电池保护 理想二极管控制器 有源整流数据手册

LM74721-Q1 理想二极管控制器可驱动和控制外部背靠背 N 沟道 MOSFET，以模拟具有电源路径开/关控制和过压保护功能的理想二极管整流器。3V 至 65V 的宽输入电源可保护和控制 12V 汽车电池供电的 ECU。该器件可以承受并保护负载免受低至 –33V DC 的负电源电压的影响。集成的理想二极管控制器 （GATE） 驱动第一个 MOSFET，以取代肖特基二极管，以实现反向输入保护和输出电压保持。集成的 VDS 箝位功能支持用于汽车ISO7637脉冲抑制的无输入 TVS 系统设计。具有快速导通和关断比较器的强大升压稳压器可确保在汽车测试（如 ISO16750 或 LV124）期间实现稳健高效的 MOSFET 开关性能，其中 ECU 会受到输入短时中断和高达 100kHz 频率的交流叠加输入信号的影响。运行时 35 μA（最大值）的低静态电流可实现始终开启的系统设计。在电源路径中具有第二个 MOSFET，该器件允许使用 EN 引脚进行负载断开控制。当 EN 为低时，静态电流降至 3.3 μA（最大值）。该器件具有可调节的过压截止保护功能，用于负载突降保护。
*附件：lm74721-q1.pdf

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下
  • 器件温度等级 1：-40°C 至 +125°C 环境工作温度范围
  • 器件 HBM ESD 分类 2 级
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C4B
• 3V 至 65V 输入范围
• 低至 –33 V 的反向输入保护
• 用于输入 TVS 的集成 VDS 箝位作，可实现ISO7637脉冲抑制
• 低静态电流 35 μA（最大值）
• 3.3μA（最大值）的低关断电流（EN = 低）
• 具有 17mV A 至 C 正向压降调节的理想二极管作
• 驱动外部背靠背 N 沟道 MOSFET
• 集成 30mA 升压稳压器
• 对反向电流阻断的快速响应：0.5 μs
• 高达 100 kHz 的有源整流
• 可调过压保护
• 采用节省空间的 12 引脚 WSON 封装
• 与 LM74720-Q1 引脚对引脚兼容

参数

方框图

概述

LM74721-Q1 是一款专为汽车应用设计的理想二极管控制器，具备低静态电流、快速响应反向电流阻断以及过压保护功能。该器件适用于12V电池供电的汽车ECU（电子控制单元），如ADAS域控制器、摄像头、雷达ECU、高端音频放大器和抬头显示器等。

主要特性

• ‌AEC-Q100认证‌：符合汽车级标准，适用于-40°C至125°C的环境温度范围。
• ‌宽输入电压范围‌：支持3V至65V的输入电压，满足多种汽车电源需求。
• ‌低静态电流‌：工作模式下最大35µA，关机模式下最大3.3µA。
• ‌快速反向电流阻断‌：响应时间0.5µs，有效保护负载免受反向电流损害。
• ‌集成VDS钳位‌：支持ISO7637脉冲抑制，减少系统对TVS二极管的需求。
• ‌过压保护‌：可调过压保护阈值，防止负载因电压过高而损坏。
• ‌理想二极管操作‌：模拟理想二极管特性，正向压降低至17mV。
• ‌负载断开控制‌：通过EN引脚控制负载连接，实现电源管理。
• ‌增强型散热‌：采用12引脚WSON封装，具有暴露的热焊盘，增强散热性能。

引脚配置与功能

• ‌GATE‌：驱动外部MOSFET的门极，控制理想二极管。
• ‌A‌：理想二极管的阳极，连接外部MOSFET的源极。
• ‌VSNS‌：电压感应输入，用于过压保护和电池电压监控。
• ‌SW‌：电压感应断开开关终端，与VSNS内部连接。
• ‌OV‌：可调过压阈值输入。
• ‌EN‌：使能输入，控制设备的工作模式和关机模式。
• ‌GND‌：系统地。
• ‌PD‌：下拉连接，控制外部HSFET的负载断开。
• ‌LX‌：内部升压调节器的开关节点。
• ‌CAP‌：升压调节器输出，为门极驱动器和HSFET提供驱动电压。
• ‌VS‌：供电电压引脚。
• ‌C‌：理想二极管的阴极，连接外部MOSFET的漏极。
• ‌RTN‌：热焊盘，应浮置，不应连接到GND平面。

电气特性

• ‌供电电压范围‌：3V至65V。
• ‌静态电流‌：工作模式下最大35µA，关机模式下最大3.3µA。
• ‌升压输出‌：提供高达15V的升压输出，以驱动外部MOSFET。
• ‌反向电流阻断阈值‌：V(AC_REV) = -1.3V至-5.65V。
• ‌过压保护阈值‌：可调，范围为1.03V至1.33V。

功能描述

• ‌反向电池保护‌：集成反向输入保护，可承受高达-33V的负电压。
• ‌负载断开控制‌：通过PD引脚控制外部HSFET，实现负载的断开和连接。
• ‌过压保护‌：监测VSNS和SW引脚之间的电压，当超过过压阈值时，断开负载。
• ‌升压调节器‌：为门极驱动器和HSFET提供稳定的驱动电压。
• ‌关机模式‌：通过拉低EN引脚进入关机模式，降低静态电流。

应用与实现

• ‌典型应用电路‌：展示了如何配置LM74721-Q1以提供TVS-less反向电池保护。
• ‌设计考虑‌：包括输入和输出电容的选择、MOSFET的选型、以及升压调节器组件的配置。
• ‌布局指导‌：提供了布局和布线建议，以确保最佳性能和可靠性。

封装与订购信息

• ‌封装类型‌：12引脚WSON封装，尺寸为3.00mm × 3.00mm。
• ‌订购信息‌：提供多种封装和温度等级选项，满足不同的应用需求。

文档与支持

• ‌相关文档‌：包括数据手册、应用笔记和用户指南。
• ‌社区支持‌：通过TI E2E支持论坛获取设计帮助和解答。

注意事项

• 在使用LM74721-Q1时，应避免将RTN引脚连接到GND平面，以免影响反向极性保护功能。
• 在选择外部MOSFET时，应考虑其最大漏源电压、漏极电流和导通电阻等参数，以满足应用需求。