STMicroelectronics IPS8160HQ八通道高側驅動器是采用VIPower M0-3技術設計的單片器件，可驅動任何類型一側接地的負載。這些驅動器具有CMOS兼容輸入、極低待機電流、欠壓關斷以及具有輸出電流限制的過載和短路保護特性。IPS8160HQ高側驅動器還具有外殼過熱保護功能，可實現通道的熱獨立性，防止出現虛接地，并設有熱關斷診斷引腳。

數據手冊：*附件：STMicroelectronics IPS8160HQ八通道高側驅動器數據手冊.pdf

IPS8160Hx高側驅動器可由3.3V邏輯電源驅動。這些高側驅動器提供有源電流限制、熱關斷以及防止過載的自動重啟保護。在過載條件下，通道自動關閉和打開，以保持TJSD 和 TR之間的結溫。 IPS8160HQ高側驅動器設計用于符合IEC 61000-4-2、IEC 61000-4-4和IEC 61000-4-5標準。這些高側驅動器適合用于符合IEC 61131標準的工業應用。典型應用包括可編程邏輯控制、自動售貨機、工業PC外設輸入/輸出和數字控制機器。

特性

• 工作輸出電流：
  • 0.7A (IPS8160HQ)
  • 1.0A (IPS8160HQ-1)
• CMOS兼容輸入
• 超低待機電流
• 欠壓關斷
• 結溫過熱保護
• 接地失效保護
• 熱關斷診斷引腳
• 過載和短路保護，具有輸出電流限制功能
• 外殼過熱保護，可實現通道的熱獨立性
• 設計符合IEC 61000-4-2、IEC 61000-4-4和IEC 61000-4-5標準
• QFN48L 8mm x 6mm x 0.9mm封裝

框圖

?IPS8160HQ系列八通道高側驅動器技術解析與應用指南?

一、核心特性與產品定位

IPS8160HQ和IPS8160HQ-1是意法半導體采用VIPower M0-3技術制造的單片八通道高側驅動器，專為驅動接地負載設計。二者主要差異在于輸出電流能力：

• IPS8160HQ：每通道0.7A持續工作電流
• IPS8160HQ-1：每通道1.0A持續工作電流

?核心技術優勢?：

• 兼容3.3V CMOS邏輯電平
• 超低待機電流（典型值150μA）
• 集成多重保護機制（欠壓關斷、過流/短路保護、結溫/外殼溫度保護）
• 符合IEC 61000-4-2/4/5電磁兼容標準
• QFN48L 8×6×0.9mm緊湊封裝

二、關鍵電氣參數深度解析

2.1 功率處理能力

• ?工作電壓范圍?：10.5V至32V（最大耐壓45V）
• ?導通電阻?：
  • 25℃時最大160mΩ（IPS8160HQ）
  • 125℃時最大280mΩ（IPS8160HQ）
• ?短路耐受能力?：集成主動電流限制功能，短路電流限制值1.7A（IPS8160HQ-1）

2.2 保護特性參數

?溫度保護?：

• 結溫關斷閾值（TJSD）：150-200℃
• 外殼溫度保護（TCSD）：125-135℃
• 熱滯回范圍：7-15℃

?開關特性?（VCC=24V條件下）：

• 開啟時間（tON）：20-60μs
• 關斷時間（tOFF）：20-80μs
• 電壓變化率：0.7V/μs（開啟）/1.5V/μs（關斷）

三、系統級保護機制詳解

3.1 分層溫度保護策略

器件采用創新的雙層級溫度監控：

1. ?結溫保護?：當TJ > TJSD時自動關斷輸出，溫度降至TR后自動恢復
2. ?外殼溫度保護?：當TC > TCSD時強制關斷故障通道，確保多通道間的熱獨立性

3.2 狀態診斷功能

• STATUS引腳提供集中故障指示
• 開漏輸出結構，支持多器件并聯使用
• 高電平輸出電流能力3mA（典型值）

四、典型應用場景實現方案

4.1 工業控制應用

?PLC數字量輸出模塊設計要點?：

• 輸入引腳配置上拉電阻，確保未連接時的確定狀態
• VCC電源需配備至少100μF去耦電容
• 感性負載必須并聯續流二極管

4.2 反向極性保護設計

提供兩種實施方案：

1. ?電阻方案?：RGND ≥ VCC/IGND（IGND見第3節最大額定值）
2. ?二極管方案?：選擇VRRM > |VCC|的肖特基二極管

五、熱設計與PCB布局建議

5.1 散熱參數

• 結到外殼熱阻（RθJC）：1.5℃/W
• 結到環境熱阻（RθJA）：30℃/W

?熱設計計算示例?：
單通道最大功耗 PD = IOUT2 × RDS(ON) = 12 × 0.28 = 0.28W
八通道全功率工作時總功耗可達2.24W，必須配合散熱器使用

5.2 封裝與焊盤設計

• 采用QFN48L 8×6mm封裝
• 裸露焊盤必須與PCB大面積銅皮連接
• 建議使用數據手冊第20頁提供的標準焊盤圖形

六、選型指導與調試技巧

6.1 型號選擇標準

• 電流需求≤0.7A：選擇IPS8160HQ
• 電流需求0.7-1A：選擇IPS8160HQ-1
• 高溫環境應用：優先選擇結溫范圍-40至125℃的工業級型號

6.2 常見問題排查

?通道無法正常開啟?：

1. 檢查VCC電壓是否高于10.5V欠壓閾值
2. 驗證輸入信號是否滿足VIH > 2.25V
3. 監測STATUS引腳狀態，確認是否進入保護模式

七、電磁兼容設計要點

器件已通過IEC 61000-4-2（靜電放電）、IEC 61000-4-4（電快速瞬變）和IEC 61000-4-5（浪涌）認證，設計時需注意：

• 電源輸入端配置TVS管
• 信號線使用屏蔽電纜
• PCB布局確保電源與信號回路分離