ATA6832：高温三重半桥驱动器的卓越之选

在电子工程师的日常工作中，为高温应用选择合适的驱动器IC是一项关键任务。今天，我们就来深入探讨一款专为高温应用设计的驱动器IC——ATA6832。

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一、ATA6832概述

ATA6832是一款完全受保护的驱动器IC，特别适用于高温环境。在机电一体化解决方案中，如涡轮增压器或废气再循环系统，许多襟翼需要由靠近热发动机或执行器的直流电机驱动器IC控制，这些位置的环境温度通常高达150°C。得益于SOI技术，ATA6832允许结温高达200°C，这为实现复杂的机电一体化解决方案提供了新的具有成本效益的电路板设计可能性。

它是一款三重半桥驱动器，可在汽车和工业应用中通过微控制器控制多达3种不同的负载。每个高侧和低侧驱动器都能驱动高达1.0A的电流，并且由于增强的PWM信号（高达25 kHz），能够实现对直流电机等负载的平滑控制，且无噪音。

二、主要特性

电气性能

• 宽电压范围：供电电压最高可达40V，能适应多种电源环境。
• 低导通电阻：在25°C时，(R_{DSon})典型值为0.8Ω，在200°C时最大为1.8Ω，有助于降低功耗。
• 大输出电流：最大输出电流可达1.0A，可满足多种负载的驱动需求。

功能特点

• 多输出结构：由三个高侧和三个低侧驱动器形成三个半桥输出，可灵活控制各种负载，如直流电机、灯泡、电阻、电容和电感等。
• PWM控制：每个高侧输出可通过外部PWM信号控制，PWM能力高达25 kHz，实现精确的负载控制。
• 多重保护：具备无直通电流、输出短路保护、每个开关的选择性过温保护和过温预警、欠压保护等功能，有效提高了系统的可靠性。
• 诊断功能：拥有短路输出、开路负载、过温和电源故障检测等多种诊断功能，方便工程师及时发现和解决问题。
• 串行数据接口：支持SPI通信，时钟频率高达2 MHz，还具备菊花链功能，便于多个IC级联使用。

三、引脚配置

ATA6832采用QFN18封装，各引脚功能明确：	Pin	Symbol	Function
1	OUT3S	仅用于最终测试，连接到OUT3F
2	OUT3F	半桥输出3，具备短路保护、过温保护和诊断功能
3	CS	芯片选择输入，低电平启用串行通信
4	DI	串行数据输入，接收控制设备的串行数据
5	CLK	串行时钟输入，控制串行数据输入接口和内部移位寄存器
6	PWM	PWM输入
7	DO	串行数据输出，发送16位状态信息
8	GND	接地
9	VCC	逻辑电源电压（5V）
10	VS1	输出级OUT1和OUT2的电源
11	VS2	输出级OUT2和OUT3的电源
12	OUT2F	半桥输出2，具备短路保护、过温保护和诊断功能
13	OUT2S	仅用于最终测试，连接到OUT2F
14	PGND2	输出2的电源地
15	OUT1F	半桥输出1，具备短路保护、过温保护和诊断功能
16	OUT1S	仅用于最终测试，连接到OUT1F
17	PGND1	输出1的电源地
18	PGND3	输出3的电源地

四、功能描述

串行接口

ATA6832通过串行接口与微控制器进行通信。输入数据在CLK信号的下降沿被接受，LSB（位0，SRR）必须首先传输。新输入数据的执行在CS信号的上升沿启用。当CS为高电平时，DO引脚处于三态；CS下降沿时，DO输出启用。输出数据在CLK上升沿改变状态，并保持稳定直到下一个CLK上升沿。

输入数据协议定义了各个位的功能，如控制输出开关、PWM控制、开路负载检测、过流关机和软件抑制等。输出数据协议则提供了状态信息，包括温度预警、输出状态和故障检测等。

电源故障保护

当检测到电源电压低于阈值时，输出立即禁用。当电源电压恢复到正常工作值时，输出立即启用。PSF位保持高电平，直到被输入寄存器中的SRR位复位。

开路负载检测

当外部负载中的电流未达到开路负载检测电流时，输出寄存器中相应的位将被置为高电平。将OLD位设置为低电平可禁用相应输出的开路负载检测功能。

过温保护

当结温超过热预警阈值(T{jPW set})时，输出寄存器中的温度预警位（TP）被置位；当温度低于热预警阈值(T{jPW reset})时，TP位复位。如果结温超过热关断阈值(T{jswitch off})，受影响的输出将被禁用，输出寄存器中的相应位被置为低电平，同时过载检测位（OVL）被置位。当温度低于热关断阈值(T{jswitch on})且输入寄存器中的SRR位设置为高电平时，输出可再次启用。

短路保护

当检测到短路时，过载检测位（OVL）被置位，输出寄存器中相应的状态位被置为低电平。当OCS = 低电平时，过流关机功能无效，OVL位不会因过流而置位。通过将输入寄存器中的SRR位写为高电平，可复位OVL位并启用禁用的输出。

抑制功能

通过设置SI位为“0”，可将输出级置于待机状态；将SI位设置为“1”，可重新激活输出级。

PWM模式

ATA6832支持PWM控制，通过外部PWM信号可实现对高侧输出的精确控制，PWM频率高达25 kHz。

五、电气特性

绝对最大额定值

• 电源电压：–0.3至 +40V
• 逻辑电源电压：–0.3至 +7V
• 逻辑输入/输出电压：–0.3至(V_{VCC}) + 0.3V
• 输入/输出电流：–10至 +10 mA
• 输出电流：内部限制
• 反向导通电流（(t_{pulse}) = 150 µs）：17A
• 结温范围：–40至 +200°C
• 存储温度范围：–55至 +200°C
• 环境温度范围：–40至 +150°C

热阻

• 结到外壳的热阻(R_{thJC})：5 K/W
• 结到环境的热阻(R_{thJA})：40 K/W

工作范围

• 逻辑电源电压：(V_{VCC})
• 逻辑输入电压：(V{CS})、(V{DI})、(V{CLK})、(V{PWM})
• 串行接口时钟频率：(f_{CLK})（最大2 MHz）
• PWM输入频率：(f_{PWM})（最大25 kHz）
• 结温范围：(T_{j})

电气参数

文档中还详细列出了各种电气参数，如静态电流、电源电流、欠压检测阈值、热预警和关断阈值、导通电阻、输出泄漏电流等，这些参数为工程师在设计电路时提供了重要的参考。

六、应用电路与注意事项

应用电路

ATA6832的应用电路需要注意以下几点：

• 电容选择：在(V{VS})和(V{VCC})引脚附近应放置合适的电容。推荐在(V{VS})处使用电解电容（(C > 22 mu F)）与陶瓷电容（(C = 100 nF)）并联；在(V{VCC})处使用电解电容（(C > 10 mu F)）与陶瓷电容（(C = 100 nF)）并联。
• 散热设计：为了降低热阻，应在PCB上靠近GND引脚和管芯焊盘的位置设置散热区域。

订购信息

ATA6832的扩展型号为ATA6832 - PIQW，采用QFN18（4 mm × 4 mm）封装，无铅且采用卷带包装。

七、总结

ATA6832作为一款专为高温应用设计的三重半桥驱动器，具有宽电压范围、低导通电阻、大输出电流、多重保护和诊断功能等优点。其串行接口和PWM控制能力使其在汽车和工业应用中具有广泛的应用前景。电子工程师在设计相关电路时，可以充分利用ATA6832的这些特性，提高系统的性能和可靠性。

大家在使用ATA6832的过程中，有没有遇到过什么有趣的问题或者独特的应用场景呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。