STMicroelectronics L98GD8汽车MOSFET预驱动器可配置为低侧、高侧、峰值和保持以及H桥负载控制。这款符合AEC-Q100标准的预驱动器设计符合配备12V和48V电池系统的乘用车的要求。L98GD8 MOSFET预驱动器也符合商用车的24V电池系统。此预驱动器的输出可由PWM控制，同时六个输出可驱动与安全相关的负载。每个输出都提供完整的诊断信息，例如电池短路、接地短路以及开路负载。L98GD8 MOSFET预驱动器还可以驱动最多两个需要峰值和保持控制策略的负载。典型应用包括驱动继电器、电机以及所有电阻和电感负载。

数据手册：*附件：STMicroelectronics L98GD8汽车MOSFET预驱动器数据手册.pdf

特性

• 符合 AEC-Q100
• 符合12V、24V和48V电池系统标准
• 3.3 V和5 V逻辑兼容I/O
• 8通道可配置MOSFET预驱动器：
  • 高侧（N通道和P通道MOS）
  • 低侧（N通道MOS）
  • H桥（最多2个H桥）
  • 峰值保持（2个负载）
• 电池工作电压：3.8V到58V
• VDD工作电压：4.5V到5.5V
• 可编程栅极充电/放电电流，可改善EMI行为
• 针对以下方面的独立诊断特性：
  • 电池短路
  • 开路负载
  • 接地短路
• 高度灵活的过流检测实现：
  • 可以监控外部MOS漏极至源极电压
  • 可以监控外部分流电阻上的电压
  • 64个独立于各通道的可编程过流阈值
  • 过流时超快速输出关断
• 用于半桥配置的电流限制
• 32位SPI协议可用于配置和诊断：
  • 即使在诊断读取过程中发生，故障也可以锁存
  • 菊花链式运行
  • SDO过压保护
• 安全特性：
  • 通过两个外部引脚快速关闭冗余输出禁用
  • 内置自检 (BIST)，用于逻辑工作电压
  • 硬件自检 (HWSC)，用于VDD5过压比较器
  • 可配置通信检查 (CC) 看门狗定时器
  • 通过双向引脚禁用反馈
  • 通过专用SPI寄存器实现高度冗余的输出监控
• 10位ADC，通过SPI实现电池和芯片温度测量
• 用于过压/欠压的VDD5监控
• 用于欠压的VPS（电池）监控

方框图

L98GD8汽车MOSFET预驱动器技术解析与应用指南

引言

STMicroelectronics的L98GD8是一款高度集成的8通道MOSFET预驱动器芯片，专为12V、24V和48V汽车电池系统设计。作为汽车电子系统中的关键部件，该器件为工程师提供了灵活可靠的功率开关解决方案，适用于驱动继电器、电机以及各种阻性和感性负载。本文将深入解析L98GD8的技术特性、功能架构和典型应用场景。

产品概述

L98GD8是一款AEC-Q100认证的全可配置MOSFET预驱动器，具有以下核心特性：

• ‌宽电压工作范围‌：支持3.8V至58V电池电压，兼容12V、24V和48V汽车系统
• ‌灵活配置‌：8个通道可独立配置为高边(支持N沟道和P沟道MOS)、低边(N沟道MOS)、H桥(最多2个H桥)或Peak&Hold(2个负载)
• ‌先进保护机制‌：提供短路到电池、开路负载、短路到地等独立诊断功能
• ‌EMI优化‌：可编程栅极充放电电流改善电磁兼容性
• ‌通信接口‌：32位SPI协议用于配置和诊断，支持菊花链操作

关键功能解析

输出配置灵活性

L98GD8的每个通道可通过SPI寄存器灵活配置：

1. ‌高边/低边配置‌：
   • 通过LS_HS_config_xx位选择高边或低边
   • 通过N_P_config_xx位选择MOSFET类型(NMOS或PMOS)
   • PMOS类型仅适用于高边配置
2. ‌Peak & Hold配置‌：
   • 支持两个独立峰值保持负载
   • P&H1涉及通道1(HS)和4(LS)
   • P&H2涉及通道2(HS)和3(LS)
3. ‌H桥配置‌：
   • 支持两个独立H桥
   • H桥1使用通道1-4，H桥2使用通道5-8
   • 提供可编程死区时间防止直通

保护与诊断功能

L98GD8集成了全面的保护机制：

1. ‌ 过流保护(OC) ‌：
   • 可通过DSM(漏源测量)或外部 shunt电阻检测
   • 64个可编程阈值，每通道独立设置
   • 支持温度和电池电压补偿
2. ‌离线诊断‌：
   • 开路负载(OL)检测
   • 短路到地(STG)检测
   • 短路到电池(STB)检测
3. ‌安全特性‌：
   • 两个外部引脚实现快速关断冗余输出禁用
   • 内置自测试(BIST)和硬件自检(HWSC)
   • 可配置通信检查(CC)看门狗定时器

通信与控制

器件通过32位SPI接口提供全面控制：

• ‌配置管理‌：所有通道参数可通过SPI设置
• ‌实时监控‌：读取电池和芯片温度测量(10位ADC)
• ‌诊断反馈‌：故障锁存，即使在诊断读取期间发生故障
• ‌菊花链支持‌：多器件级联配置

应用场景

1. ‌汽车负载控制‌：
   • 车灯驱动
   • 电磁阀控制
   • 继电器驱动
2. ‌电机控制‌：
   • 直流有刷电机(H桥配置)
   • 风扇电机驱动
3. ‌燃油系统‌：
   • 喷油器驱动(Peak&Hold模式)
   • 燃油泵控制
4. ‌安全关键系统‌：
   • 通道6专为安全相关负载设计
   • 独立使能引脚(EN6)增强安全性