STMicroelectronics L9908车用三相电机栅极驱动器单元 (GDU) 设计用于控制汽车应用中的无刷电机的6个N沟道FET。三个半桥驱动器通道（HS/LS耦合）可独立配置不同的负载驱动，并可在电机引脚上承受-14V至+95V偏移。预驱动器级通过6个专用并行输入进行控制，支持0%至100%占空比运行。该特性还支持实施各种电机控制战略。

数据手册：*附件：STMicroelectronics L9908车用三相电机栅极驱动器单元数据手册.pdf

L9908将稳压器、电荷泵和自举电路整合在一起，适合用于乘用车、商用车或混合动力汽车。通过击穿诊断、死区时间、电池短路、接地短路和开路负载检测以及实时相位电压监控，确保半桥安全运行。

STM L9908车用三相电机GDU具有三个独立的高精度电流监控器通道，具有SPI可配置输入差分电压范围，用于接地参考电流测量。这包括5V/3.3V输出动态范围兼容性。L9908具有外部和内部电源、接地电平以及内部温度诊断。

设有32位超帧SPI从接口，用于L9908和uC之间高达10MHz通信。通过5位CRC、1位帧计数器、帧长度检查和SPI可配置窗口看门狗保护SPI通信。

特性

• 符合AEC-Q100标准
• 完全符合ISO26262标准，支持ASIL-D系统
• VDH监控器电源电压范围为4.5V至75.0V，用于单电池（12V系统）、双电池（24V系统）和48V电池应用
• 从VDD引脚上5V电压生成3.3V内部电源电压
• 数字I/O兼容3.3V/5.0V逻辑电路
• 6个独立的N沟道FET预驱动器：
  • 与每个FET的专用源连接
  • 该器件可承受电机连接引脚上的-14V至+95V电压
  • 支持0%至100%占空比运行
  • 针对每个栅极驱动器的专用PWM输入引脚
• 3个差分高精度电流监控器，用于接地参考电流测量：
  • ADC/DAC架构
  • SPI可调增益因数和输出偏移
  • 内置误差校准
  • 该器件可承受输入检测引脚上的-14V至+6V电压
  • SPI可读电流测量
  • DAC输出动态范围：0V至4.6V
• 32位10MHz SPI接口，带5位CRC和1位帧计数器，用于内部设置、自检和全面诊断
• 3个实时相位电压监控器通道：
  • SPI可编程相位电压反馈
  • SPI可读相位占空比测量
• 保护和诊断：
  • SPI可编程VDS诊断和保护（导通状态下）
  • SPI可编程死区时间保护
  • SPI可编程击穿诊断和保护
  • 断态下负载开路、GND短路和电池短路诊断
  • 过热诊断和保护，带SPI可编程警告标志
  • SPI可读Tj测量
  • 接地损耗诊断
  • 系统时钟监控
  • 电源引脚VDD、VDH、VBP过压和欠压诊断
  • FET驱动器电源VPRE和VCP欠压和过压诊断
  • SPI窗口看门狗
  • 故障状态标志输出

框图

ST L9908：面向高可靠性汽车应用的三相电机栅极驱动器解决方案

核心特性概览

L9908集成了以下关键功能：

• 6路独立N-MOSFET预驱 ，支持0%~100%占空比操作；
• 3路高精度差分电流检测通道 ，具备可编程增益与偏移校准；
• 3路实时相电压反馈通道 ，支持SPI可编程阈值；
• 32位SPI接口 ，最高10 MHz通信速率，内置5位CRC与帧计数器；
• 完整的诊断与保护机制 ，包括欠压/过压、过温、短路、开路、击穿保护等；
• 符合AEC-Q100与ISO 26262 ASIL-D标准 ，适用于安全关键系统。

系统架构与电源管理

L9908采用多级电源架构：

• VDD 为内部逻辑与电流检测输出提供5 V电源；
• VBP 为预调节级供电，支持4.5 V至75 V宽压输入；
• VPRE 为低边驱动提供7 V至15 V的栅极电压；
• VCP 通过电荷泵为高边驱动提供高于VDH的栅极电压。

器件内部集成多路电压监控电路，确保各电源轨在安全范围内运行。

栅极驱动与保护机制

L9908提供6路独立的栅极驱动输出，每路均具备：

• 可编程死区时间 ，防止上下管直通；
• VGS监测 ，实时反馈功率管开关状态；
• 击穿保护 ，支持在PWM输入与VGS两个层面进行诊断；
• 可配置的故障反应策略 ，包括完全关断、部分关断或仅报障。

高精度电流检测

L9908集成3路独立的电流检测通道，每通道包含：

• 差分放大器 + 11位ADC ，支持±7 mV至±300 mV的输入范围；
• 数字信号处理 ，包括低通滤波、采样保持、偏移与增益校准；
• DAC输出 ，支持3.3 V或5 V动态范围，可直接连接微控制器ADC；
• 多种采样模式 ，支持自由运行与跟踪保持，适应不同控制策略。

功能安全与诊断

L9908在设计上充分考虑了功能安全需求：

• 多路电压/温度/时钟监控 ，具备自检能力；
• 开路/短路诊断 ，支持在开关状态与关断状态下分别检测；
• SPI通信保护 ，包括CRC校验、帧计数与看门狗；
• 多级安全状态 （SAFE-OFF、SAFE-HIZ、SAFE-DIS），支持优先级管理；
• 故障反应可配置 ，用户可根据系统需求选择不同级别的保护动作。

应用场景

L9908适用于多种汽车电机驱动场景，包括但不限于：

• 电动助力转向
• 电子刹车助力器
• 发动机冷却风扇
• HVAC鼓风机
• 电子水泵/油泵