Texas Instruments LM74722-Q1理想二極管控制器可驅動和控制外部背靠背N溝道MOSFET，以模擬具有電源路徑開和關控制以及過壓保護功能的理想二極管整流器。3V至65V寬輸入電源支持保護和控制12V和24V汽車電池供電ECU。該器件可以保護負載并承受低至 –65V的負電源電壓。集成式理想二極管控制器 (GATE) 驅動第一個MOSFET以取代肖特基二極管，實現反向輸入保護和輸出電壓保持。強大的升壓穩壓器具有快速開啟和關閉比較器，可在汽車測試期間確保穩健高效的MOSFET開關性能，例如ISO16750或LV124，其中ECU會遭受輸入短暫中斷和頻率高達200kHz的AC疊加輸入信號的影響。運行中的Texas Instruments LM74722-Q1具有35μA（最大值）低靜態電流，可實現常開系統設計。通過電源路徑中的第二個MOSFET，該器件允許使用EN引腳進行負載斷開控制。當EN為低電平時，靜態電流降至3.3μA（最大值）。該器件使用OV引腳，具有可調節的過壓截止或過壓鉗位保護功能。

數據手冊：*附件：Texas Instruments LM74722-Q1理想二極管控制器數據手冊.pdf

特性

• 下列性能符合AEC-Q100標準：
  • 設備溫度等級1（-40°C至+125°C環境工作溫度范圍）
  • 設備人體模型 (HBM) ESD分類等級2
  • 器件充電器件模型 (CDM) ESD分類等級C4B
• 輸入范圍：3V至65V
• 反向輸入保護至-65V
• 低靜態電流：工作時為35μA（最大值）
• 低關斷電流：3.3μA（最大值）（EN=低）
• 具有13mV A至C正向壓降調節的理想二極管操作
• 驅動外部背對背N溝道MOSFET
• 集成30mA升壓調節器
• 有源整流高達200kHz
• 快速響應反向電流阻斷：0.5μs
• 0.72μs快進GATE打開延遲
• 可調過壓保護
• 采用合適的TVS二極管，符合汽車ISO7637瞬態要求
• 采用節省空間的12引腳WSON封裝

功能框圖

LM74722-Q1理想二極管控制器技術解析與應用指南

一、核心特性

• • ?寬電壓范圍?：3V至65V輸入電壓，支持-65V反向輸入保護* ?超低靜態電流?：
  • 工作模式下最大35μA
  • 關斷模式下僅3.3μA
• ?理想二極管特性?：
  • 13mV典型正向壓降調節
  • 0.5μs快速反向電流阻斷
  • 支持200kHz主動整流
• ?集成保護功能?：
  • 可調過壓保護(OVP)
  • 集成30mA升壓穩壓器
  • 符合ISO7637汽車瞬態要求

?封裝信息?：

• 12引腳WSON封裝(3mm×3mm)
• 符合AEC-Q100 Grade 1認證(-40°C至+125°C)

二、功能架構解析

1. 雙MOSFET驅動架構

• ?GATE引腳?：控制理想二極管MOSFET(Q1)
  • 調節Q1柵極電壓維持13mV正向壓降
  • 集成快速反向比較器(0.5μs響應)
• ?PD引腳?：控制負載斷開MOSFET(Q2)
  • 50μA驅動/88mA峰值下拉能力
  • 支持過壓關斷和EN控制

2. 電壓監測系統

• ?VSNS/SW引腳?：
  • 集成104-430Ω電池監測開關
  • EN低電平時斷開電阻網絡降低漏電流
• ?OV引腳?：
  • 可編程過壓閾值(1.125V-1.33V)
  • 110mV典型滯回

3. 升壓穩壓器

• 13-15.5V輸出(1.1V滯回)
• 支持100μH電感(175mA飽和電流)
• 典型負載能力30mA

三、典型應用設計

1. 12V電池保護電路

?核心元件選型?：

• ?TVS二極管?：SMBJ33CA(雙向)
• ? MOSFET(Q1/Q2) ?：BUK7Y4R8-60E
  • 60V VDS額定值
  • 4.8mΩ RDS(on)
• ?升壓元件?：
  • L1: 100μH(Coilcraft XPL2010-104ML)
  • C2/C3: 1μF 50V陶瓷電容

?保護閾值設置?：

• 過壓保護(OVP)：37V
  • R1=90.9kΩ, R2=9.09kΩ, R3=3.48kΩ
• 電池監測比例：1:8

2. 24V系統設計變更

• ?TVS選擇?：
  • TVS+: SMBJ58A(單向)
  • TVS-: SMBJ28A(單向)
• ?MOSFET升級?：75V VDS額定值
• 電阻網絡需重新計算

四、關鍵設計考慮

1. 熱設計要點

• 裸露焊盤(RTN)必須保持懸空
• 功率走線寬度≥2mm(1oz銅厚)
• 建議使用4×4陣列0.3mm過孔散熱

2. 瞬態保護方案

• ?ISO7637-2脈沖1防護?：
  • -150V/2ms脈沖處理
  • 需配合TVS二極管吸收能量
• ?布局規范?：
  • 輸入電容C1: 0.1μF陶瓷電容
  • 輸出Schottky二極管(可選)

3. 浪涌電流控制

計算公式：
CdVdT = (IPD_DRV × COUT)/IINRUSH
典型值：

• IINRUSH=250mA時，CdVdT=10nF
• 浪涌持續時間≈2.36ms(470μF負載)

五、性能測試數據

六、應用場景推薦

1. ?ADAS域控制器電源?：
   • 滿足LV124 E-10微短路測試
   • 支持功能狀態A要求
2. ?高級音響系統?：
   • 200kHz主動整流降低發熱
   • 35μA靜態電流適合常電系統
3. ?車身控制模塊?：
   • -65V反向電壓保護
   • 集成負載dump防護

LM74722-Q1通過創新的雙MOSFET控制架構，為汽車電子系統提供了高可靠性電源保護解決方案，其優異的動態響應和超低功耗特性使其成為新一代汽車電源設計的理想選擇。