Texas Instruments TLC6A598 8位相移驱动器是一体式高压、大电流8位移位寄存器，设计用于需要相对较高负载功率的系统，如LED。该器件的输出包含电压钳位，用于感性负载瞬态保护。功率驱动器应用包括继电器、螺线管以及其他大电流或高压负载。每个开漏DMOS晶体管均具有独立的斩波电流限制电路，可防止因短路造成损坏。

数据手册：*附件：Texas Instruments TLC6A598 8位相移驱动器数据手册.pdf

该器件包含一个8位串进并出移位寄存器，向8位D类存储寄存器馈送信号。输出为低侧、开漏DMOS晶体管，额定电压为50V，持续灌电流为350mA。内置负载开路或负载短路诊断机制提供增强的安全保护。该器件提供循环冗余校验，以验证移位寄存器中的值。在回读模式中，该器件提供6位CRC余数。该MCU回读CRC余数并重新检查余数是否正确，以确定MCU和器件之间的通信环路是否良好。

Texas Instruments TLC6A598特性鉴定适用于在−55°C至125°C的环境温度范围内工作。

特性

• 高可靠性和稳健性，适用于航空电子设备应用
• 宽环境工作温度范围：-55ºC至+125ºC
• 宽V CC ：3V至5.5V
• 八个功率DMOS晶体管输出通道
  • 具有350mA电流能力
  • 1.1A限流能力
  • 输出钳位电压：50V
  • 低R ds(on) ：1Ω（典型值）
  • 耐受能量：90mJ（最大值）
• 保护
  • 过流保护
  • 开路和短路负载检测
  • 串行接口通信错误检测
  • 热关断保护
• 增强的多级级联
• 通过单个输入清除所有寄存器
• 循环冗余校验(CRC)
• 低功耗
• 24引脚SOIC DW封装

功能框图

TLC6A598 8位移位寄存器驱动器的技术解析与应用指南

一、器件概述

Texas Instruments的TLC6A598是一款高可靠性、高电流8位移位寄存器驱动器，专为需要较高负载功率的系统设计，如LED驱动、继电器控制等应用场景。这款器件以其出色的性能和坚固的设计，特别适用于航空电子、工业控制等严苛环境。

‌关键特性‌：

• 工作温度范围极宽：-55°C至+125°C
• 宽电源电压范围：3V至5.5V
• 8个功率DMOS晶体管输出通道
  • 350mA连续电流能力
  • 1.1A电流限制能力
  • 低导通电阻(Rds(on))：典型值1Ω
• 全面的保护功能：过流保护、负载开路/短路检测、热关断等
• 24引脚SOIC DW封装

二、电气特性与性能参数

1. 绝对最大额定值

• 电源电压(VCC)：-0.3V至7V
• 逻辑输入电压：-0.3V至7V
• 功率DMOS漏源电压(VDS)：-0.3V至65V
• 连续漏极电流(每路输出)：350mA
• 单脉冲雪崩能量：90mJ(最大值)

2. 推荐工作条件

• 电源电压：3V至5.5V
• 输出电流：350mA(标称值)
• 工作环境温度：-55°C至125°C

3. 典型电气特性

• 静态漏源导通电阻(Rds(on))：
  • VCC=5V时：典型值1Ω(25°C)
  • VCC=3.3V时：典型值1.1Ω(25°C)
• 输出钳位电压：50V
• 负载开路/短路检测阈值：8.5-25mA
• 热关断阈值：175°C(典型值)

三、功能架构与工作原理

TLC6A598包含一个8位串入并出移位寄存器，该寄存器馈入一个8位D型存储寄存器。数据在移位寄存器时钟(SRCK)的上升沿通过移位寄存器传输，并在寄存器时钟(RCK)的上升沿锁存到存储寄存器中。

‌主要功能模块‌：

1. ‌串行接口‌：通过SER IN输入数据，在SRCK上升沿移位
2. ‌寄存器控制‌：SRCLR低电平有效，用于清除所有寄存器
3. ‌输出通道‌：8个开漏DMOS晶体管输出(DRAIN0-DRAIN7)
4. ‌级联功能‌：通过SER OUT连接到下一器件的SER IN实现
5. ‌输出控制‌：G引脚控制所有输出通道的全局使能

四、保护机制详解

TLC6A598提供了全面的保护功能，确保系统可靠性：

1. ‌过流保护‌：当输出电流超过IO(chop)(0.6-1.1A)时，器件进入斩波模式，限制峰值电流
2. ‌输出检测‌：可检测开路负载或对地短路(电流
3. ‌通信错误检测‌：通过CRC校验验证寄存器值
4. ‌热关断‌：结温超过175°C时自动关闭，温度降至160°C以下恢复
5. ‌钳位结构‌：内置电压钳位(50V)保护器件免受感性负载瞬态影响

五、典型应用电路

1. LED驱动应用

TLC6A598非常适合驱动LED阵列，每个输出通道可驱动高达350mA的LED串。通过级联多个器件，可以轻松扩展驱动通道数量。

‌设计要点‌：

• 为每个输出添加适当的限流电阻
• 确保总功耗在器件允许范围内
• 考虑使用PWM信号通过G引脚实现亮度控制

2. 继电器/螺线管驱动

利用其高电压(50V)和高电流能力，TLC6A598可有效驱动继电器和螺线管等感性负载。

‌设计注意事项‌：

• 为感性负载添加续流二极管
• 计算感性负载的储能，确保不超过器件的雪崩能量额定值
• 考虑使用RC缓冲电路减少开关瞬态

3. 工业控制面板

凭借其强大的诊断功能，TLC6A598非常适合工业控制面板应用，可驱动指示灯、小功率继电器等负载。

六、PCB布局建议

1. ‌电源去耦‌：在VCC引脚附近放置0.1μF陶瓷电容
2. ‌接地‌：将PGND和LGND连接到PCB的接地平面
3. ‌热管理‌：
   • 提供足够的铜面积散热
   • 结至环境热阻：55.5°C/W(SOIC-24封装)
4. ‌信号完整性‌：
   • 保持时钟信号走线短且匹配
   • 避免高速信号靠近模拟或敏感电路

七、设计实例分析

多级联应用

在需要驱动大量LED的应用中，可通过SER OUT引脚级联多个TLC6A598。这种配置下，数据从第一个器件的SER OUT传递到第二个器件的SER IN，以此类推。每个器件的输出状态由其内部移位寄存器的内容决定。

‌级联优势‌：

• 仅需3个MCU引脚(SCLK, SER IN, RCK)控制任意数量器件
• 系统可扩展性强
• 减少MCU引脚资源占用

八、故障诊断与调试

1. ‌通信故障‌：使用CRC校验功能验证数据传输完整性
2. ‌输出异常‌：
   • 检查配置寄存器设置
   • 验证G引脚状态
   • 读取故障寄存器确定具体问题
3. ‌过热问题‌：
   • 检查环境温度
   • 验证负载电流是否在规格范围内
   • 改善PCB散热设计

九、技术发展趋势

随着工业4.0和物联网的发展，像TLC6A598这样的智能功率驱动器将更加重要。未来版本可能会集成：

• 更高级的诊断功能
• 更高的集成度(如内置电流检测)
• 数字接口(I2C/SPI)替代并行接口
• 更小的封装与更高的功率密度

十、选型与替代建议

当选择TLC6A598或其替代品时，考虑以下因素：

1. ‌输出需求‌：电流/电压要求
2. ‌环境条件‌：温度范围、EMC要求
3. ‌诊断功能‌：需要的保护与监测级别
4. ‌封装‌：空间限制与散热考虑

对于要求不高的应用，可考虑TI的TLC6C5912等低成本替代品；对于更高要求的应用，可评估TPIC6C595等器件。