圣邦微電子推出SGM42210Q，一款為12V汽車應用設計、集成了模擬電流檢測功能的單通道高邊驅動器。該器件滿足汽車應用的高可靠性和高啟動能力的要求，可應用于汽車電子系統中的電阻性、電容性和電感性負載。

注：同系列產品SGM42210NQ即將推出，敬請關注。

產品概述

SGM42210Q是一款通過AEC-Q100 Grade 1認證的高端驅動器，支持-40℃至+125℃寬溫度工作范圍，專為嚴苛的汽車應用而設計。

SGM42210Q核心電氣特性：

工作電壓范圍：5V至28V；

典型導通電阻（RDSON）：僅6mΩ（VCC= 13V, IOUT= 5A）；

關斷態靜態電流（ISTBY)：低至0.3μA（典型值）；

典型負載電流（+25℃典型值)：15A；

輸出鉗位電壓（VCLAMP）：48.5V（典型值）。

器件集成電流檢測功能，可通過電流檢測輸出引腳（Current Sense Pin）實時監測負載電流狀態。當檢測到過流、過溫、對電源短路或對地短路等異常情況時，該引腳會立即輸出相應的故障信號，為系統提供關鍵的狀態反饋。

針對汽車電子中復雜的負載類型和潛在的故障工況，SGM42210Q集成了全面的保護機制，包括：

可配置的快速短路保護（限流值可調）；

功率管與控制電路雙重過溫關斷保護；

關斷態開路負載檢測；

感性負載負電壓鉗位；

欠壓鎖定（UVLO）；

接地丟失與電池斷電保護；

引線鍵合AOI檢測。

其3V/5V兼容的邏輯輸入電平，使其能靈活適配各類微控制（MCU），是滿足現代汽車電子系統高集成度、高可靠性需求的理想解決方案。

SGM42210Q提供符合環保理念的SSOP-16（裸露焊盤)和SSOP-14（裸露焊盤）綠色封裝。

圖1 SGM42210Q封裝引腳圖

圖2 SGM42210NQ封裝引腳圖

產品能力詳解與實測表現

1、阻性負載驅動：大電流輸出及溫升控制

在高邊驅動應用中，負載電流能力及溫升表現是衡量器件性能的關鍵指標，直接考驗高邊器件的自身導通阻抗和封裝散熱能力。

汽車中常見的阻性負載（如座椅加熱、后視鏡加熱電阻絲），不同功率下對于負載電流能力輸出有不同的指標要求。SGM42210Q憑借其6mΩ的低導通阻抗，在阻性負載測試中表現優異：實測常溫+25℃下，可持續輸出16A負載電流；高溫+125℃下，仍能穩定提供10A持續電流輸出。

圖3 SGM42210Q阻性負載溫升測試（TA= +25℃，VCC= 13V，IOUT= 16A）

芯片表面溫度穩定在110℃左右，展現了良好的散熱性能

2、容性負載驅動：應對大功率鹵素燈及大電容啟動浪涌電流挑戰

在汽車系統中，冷啟動大功率鹵素燈或板載端后級大容量電解電容啟動時，高邊驅動器件通常要應對高浪涌電流的沖擊。SGM42210Q具有可配置的電流限制功能，可通過CL引腳設置最高88A的限流閾值，能夠有效應對啟動瞬間的電流沖擊，同時滿足快速啟動的需求。圖4實測表明，器件可快速平滑驅動并聯的兩顆12V/100W鹵素燈或20mF大容量電解電容，啟動時間小于30ms，適用于車載大功率鹵素燈負載以及大容量容性負載快速啟動應用。

圖4 SGM42210Q驅動容性負載啟動波形（ILIMH= 88A）

左：驅動兩顆12V 100/90W鹵素燈；右：驅動20mF大電容快速啟動

3、感性負載驅動：過壓鉗位保護及退磁能量處理

螺線管、電磁閥、繼電器、電機等感性負載是汽車系統中常見的負載類型，而感性負載關斷電壓無法突變的特性決定了關斷時需要路徑進行續流來泄放退磁耗散能量（EAS）。高邊器件的輸出端會瞬間泵出幾百伏或者更大的負電壓，如果沒有任何電壓限制，會對內部功率管的漏-源極帶來過壓擊穿風險。SGM42210Q集成了針對感性負載關斷的過壓鉗位電路，且具備耗散退磁能量的能力，應用于常見的小能量繼電器負載驅動，可以提供關斷負壓鉗位和退磁能量耗散，也為系統設計時節省了外部的鉗位保護電路和PCB布局空間。

圖5 SGM42210Q感性負載關斷測試

左：14V驅動300mH+6.3Ω負載關斷波形；右：32V下單脈沖退磁能量表現

4、高可靠的短路保護響應：短路過流及過載保護

高邊器件在汽車應用中常面臨控制器端口或負載端短路等故障，這要求器件具備快速過流保護和動態過溫保護能力。SGM42210Q提供了快速、可靠的保護響應：

動態熱保護：在應用于容性負載啟動產生的浪涌電流時，器件先以高限流來為負載充電；若系統持續處于短路狀態并多次重啟，將觸發芯片過熱保護--降低限流值，抑制芯片的瞬態溫升，提升器件的可靠性、延長器件使用壽命。

可配置限流：器件通過改變CL引腳對地的電阻值，可將限流值配置為66A、78A和88A三檔。實際應用中根據系統需求適當的選擇降低最高限流值ILIMH，可以有效避免過大的短路電流引起的電池電壓跌落，也可以保護線束及電流路徑上的其他器件。

全面驗證：依據AEC-Q100-012短路測試標準，SGM42210Q通過了包括低壓短路、持續短路、熱插拔短路和PWM開關短路在內的多種嚴酷工況驗證。

圖6 SGM42210Q短路保護測試（VCC= 13V, ILIMH= 88A）
器件在短路發生后迅速進入限流保護狀態，限制電流在設定值，并隨著溫度升高進入動態熱保護

表1 高邊器件負載端短路和控制器端口短路測試等效

圖7 SGM42210Q短路保護測試（VCC= 13V, ILIMH= 88A）

5、可靠性及電磁兼容性（EMC）：充分驗證

SGM42210Q已通過了一系列嚴格的車規級測試，包括但不限于：

AEC-Q100 Grade 1全套可靠性認證測試；

AEC-Q100-012標準的短路測試要求：短路壽命超過100萬次，達到Grade A等級；

ISO 7637-2/ISO 16750-2電源瞬態抗擾度測試要求；

IEC 61967、IEC 62132和IEC 62215系列標準的電磁輻射/傳導發射和電磁瞬態抗擾度試驗要求；

GB/T 19951-2019標準的系統級ESD試驗要求。

典型應用與功能框圖

SGM42210Q單通道架構可提供15A（TA= +25℃下）的持續負載驅動能力。兼容3V/5V邏輯電平輸入的特性使其能靈活適配各類汽車電子控制系統，是滿足嚴苛汽車應用要求的理想解決方案。

圖8 SGM42210Q典型應用電路（SSOP-16（裸露焊盤）封裝）

圖9 SGM42210Q功能框圖

圣邦微電子汽車級驅動產品系列

圣邦微電子提供完整的高邊與低邊驅動器產品組合，以滿足汽車電子系統多樣化的負載驅動需求。

表2 圣邦微電子已推出高低邊驅動產品一覽

關于圣邦微電子

圣邦微電子（北京）股份有限公司（股票代碼300661）作為高性能、高品質綜合性模擬和混合信號集成電路供應商，產品覆蓋信號鏈和電源管理兩大領域，目前擁有36大類6600余款可銷售型號，為工業與能源、汽車、網絡與計算和消費電子等領域提供各類模擬及混合信號調理和電源管理創新解決方案。