‌DRV8143-Q1 汽车级半桥驱动器技术手册总结-电子发烧友网

DRV814x-Q1 系列器件是一款完全集成的半桥驱动器，适用于各种汽车应用。该单片系列器件采用BiCMOS高功率工艺技术节点设计，采用电源封装，具有出色的功率处理和热能力，同时提供紧凑的封装尺寸、易于布局、EMI控制、精确的电流检测、稳健性和诊断功能。该系列提供相同的引脚功能，具有可扩展的 RON（电流能力），以支持不同的负载。

这些器件集成了N沟道半桥、电荷泵稳压器、带稳压功能的高侧电流检测、电流比例输出和保护电路。提供低功耗睡眠模式以实现低静态电流。这些器件提供电压监控和负载诊断，以及针对过流和过温的保护功能。故障情况在nFAULT引脚上指示。DRV8143和DRV8145提供三种变体 - 硬连线接口：硬件（H）和两种 SPI 接口变体：SPI（P）和 SPI（S），其中 SPI （P）用于外部供电逻辑电源，SPI （S）用于内部生成的逻辑电源。DRV8144仅提供两种型号：SPI（S）和 HW（H）。SPI 接口变体在器件配置和故障可观察性方面提供了更大的灵活性。
*附件：drv8143-q1.pdf

特性

符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用：
- 温度等级 1：–40°C 至 +125°C，TA
功能安全功能
- 可用于帮助功能安全系统设计的文档
4.5V 至 35V （40V abs. max）工作范围
采用 VQFN-HR 封装的 SPI（S）或 HW（H）型号：RON_LS + RON_HS：42mΩ
采用HVSSOP封装的SPI（P）型号：RON_LS + RON_HS：49mΩ
IOUT 最大值 = 20A
PWM 频率作高达 125KHz，具有自动死区时间断言
可配置的压摆率和扩频时钟，实现低电磁干扰（EMI）
集成电流检测（消除分流电阻）
IPROPI 引脚上的比例负载电流输出
可配置的电流调节
具有可配置故障反应（锁存或重试）的保护和诊断功能
- 关断状态和导通状态下的负载诊断，以检测开路负载和短路
- 电源（VM）和电荷泵（VCP）上的电压监控
- 过流保护
- 过温保护
- nFAULT引脚上的故障指示
支持 3.3V、5V 逻辑输入
低睡眠电流 - 25°C 时典型值 1μA
器件系列对比表

参数

方框图

‌1. 产品概述‌

‌型号‌：DRV8143-Q1，AEC-Q100认证的汽车级半桥驱动器，集成电流检测与诊断功能。
‌版本‌：SLVSG63A（2023年1月发布，2024年3月修订）。
‌核心特性‌：
- ‌宽电压范围‌：4.5V至35V工作电压（40V绝对最大值）。
- ‌高电流能力‌：最大输出电流20A（HVSSOP封装）或16A（VQFN-HR封装）。
- ‌集成电流检测‌：无需外置检流电阻，通过IPROPI引脚输出比例电流信号。
- ‌灵活控制接口‌：支持硬件（HW）和SPI两种配置方式，SPI版本提供更丰富的诊断和配置选项。
- ‌保护功能‌：过流保护（OCP）、过热保护（TSD）、欠压锁定（UVLO）等。
- ‌低功耗模式‌：睡眠模式下静态电流低至1μA（典型值）。

‌2. 关键参数‌

‌导通电阻‌：
- HVSSOP封装：高边+低边合计49mΩ（25°C）。
- VQFN-HR封装：高边+低边合计42mΩ（25°C）。
‌PWM频率‌：最高125kHz，支持自动死区时间控制。
‌电流检测增益‌：IPROPI引脚输出电流与负载电流比例约为1:3000至1:3050。

‌3. 功能亮点‌

‌电流检测与调节‌：
- 通过IPROPI引脚输出比例电流，支持外部ADC测量。
- 可配置的ITRIP电流限制功能，支持固定关断时间（TOFF）调节。
‌控制模式‌：
- ‌ 硬件模式（HW） ‌：通过引脚配置关键参数（如ITRIP、SR、DIAG）。
- ‌SPI模式‌：支持灵活配置和详细诊断反馈，包括故障日志和寄存器访问。
‌保护机制‌：
- ‌ 过流保护（OCP） ‌：可配置阈值和滤波时间。
- ‌ 过热保护（TSD） ‌：阈值155°C（典型值），带30°C迟滞。
- ‌电压监控‌：支持VM过压和欠压检测。

‌4. 典型应用‌

‌场景‌：
- 汽车刷式直流电机（如门模块、座椅模块）。
- 电磁阀、燃油/水泵。
- 车身控制模块（BCM）。
‌设计要点‌：
- 需外接0.1μF陶瓷电容（VM引脚）和1μF电容（VCP引脚）。
- 布局时需注意散热设计（HVSSOP封装热阻31°C/W，VQFN-HR封装48.4°C/W）。

‌5. 保护与诊断‌

‌故障指示‌：通过nFAULT引脚输出低电平信号。
‌诊断功能‌：
- ‌ 离线诊断（OLP） ‌：检测输出开路或短路。
- ‌ 在线诊断（OLA） ‌：SPI版本支持高边负载开路检测。
‌故障反应‌：可配置为锁存或自动重试模式。

‌6. 封装与型号对比‌

‌封装选项‌：
- HVSSOP（28引脚）：3mm × 7.3mm，适合高电流应用。
- VQFN-HR（14引脚）：3mm × 4.5mm，紧凑设计。
‌型号差异‌：
- DRV8143-Q1：20A峰值电流。
- DRV8144-Q1：30A峰值电流（仅SPI/HW版本）。
- DRV8145-Q1：46A峰值电流。