IPS1050LQ：單通道低側(cè)開關(guān)的卓越之選

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，選擇一款合適的低側(cè)開關(guān)IC至關(guān)重要。今天，我們就來深入探討一下STMicroelectronics推出的IPS1050LQ，一款具有可配置智能過載保護(hù)功能的單通道低側(cè)開關(guān)IC。

文件下載：ips1050lq.pdf

產(chǎn)品概述

IPS1050LQ是一款單低側(cè)開關(guān)IC，輸出級的絕對最大額定值為65V，能夠驅(qū)動電容性、電阻性或電感性負(fù)載，且負(fù)載的一側(cè)連接到電源軌。其極低的 (R{DS-ON})（≤ 50 mΩ）和基于引腳 (I{PDX}) 配置的智能過載保護(hù)，使其適用于需要高浪涌電流（高達(dá)25A）和不同可配置穩(wěn)態(tài)工作電流的應(yīng)用。

產(chǎn)品特性

智能過載保護(hù)

可配置浪涌和限制水平，浪涌電流水平可通過設(shè)置 (I{PDX}) 引腳的高低來修改，也可在內(nèi)部定時(shí)器（由 (I{PDX}) 引腳上的電容器調(diào)節(jié)）到期時(shí)由IC自動降低。在浪涌電流階段之后，嵌入式過載保護(hù)可將穩(wěn)態(tài)輸出電流限制在 (I_{LIM}) 水平，同時(shí)保護(hù)IC和負(fù)載。

電感負(fù)載快速消磁

即主動鉗位功能，當(dāng)高端驅(qū)動器關(guān)閉電感時(shí)，檢測到輸出欠壓，OUT引腳被拉低至 (V{DEMAG})，內(nèi)部電路調(diào)制導(dǎo)通狀態(tài)，將OUT引腳電壓保持在 ~(V{DEMAG})，直到電感負(fù)載中的能量耗散。

結(jié)溫過熱保護(hù)

通過專用溫度傳感器保護(hù)輸出通道免受結(jié)溫過熱影響，當(dāng)發(fā)生過熱事件時(shí)，診斷引腳OVT激活。

符合標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)用于驅(qū)動符合EN 60947 - 5 - 1標(biāo)準(zhǔn)的DC - 13負(fù)載，并滿足IEC 61000 - 4 - 2、IEC 61000 - 4 - 4、IEC 61000 - 4 - 5標(biāo)準(zhǔn)。

封裝形式

采用QFN32L 6x6 mm封裝，節(jié)省空間且便于焊接。

典型應(yīng)用

• 工業(yè)自動化：可編程邏輯控制、工業(yè)PC外設(shè)輸入/輸出、數(shù)控機(jī)床等。
• 通用低側(cè)開關(guān)應(yīng)用：適用于各種需要低側(cè)開關(guān)的場景。

電氣特性

輸出級

• 工作范圍：(V_{CC}) 為5.8 - 10V。
• 導(dǎo)通電阻：在不同條件下，(R{DS-ON}) 有所不同，如 (V{CC}=6V)，(V{IN}=3.3V)，(I{LOAD}=2A)，(T{J}=25^{circ}C) 時(shí)，典型值為25mΩ；(T{J}=125^{circ}C) 時(shí)，最大值為50mΩ。
• 輸出鉗位電壓：(I{OUT}≥50mA) 時(shí)，(V{DEMAG}) 為65 - 75V。

輸入和 (I_{PDx}) 引腳

• 輸入引腳高/低電平電壓：(V{IH}) 最小為2.2V，(V{IL}) 最大為0.75V。
• 輸入引腳滯回電壓：典型值為0.3V。

開關(guān)特性

• 輸出電壓下降/上升時(shí)間：下降時(shí)間典型值為40μs，上升時(shí)間典型值為25μs。
• 傳播延遲時(shí)間：IN到OUT（(V{OUT}) 高到低）典型值為20μs，IN到OUT（(V{OUT}) 低到高）典型值為50μs。

診斷引腳（OVT）

• 電壓降：故障條件下，(I_{DIAG}=4mA) 時(shí)，典型值為1V。
• 泄漏電流：故障條件未激活時(shí)，(V_{DIAG}=3.3V) 時(shí)，典型值為5μA。

保護(hù)和診斷

• 靜態(tài)過載檢測和輸出電流限制：通過設(shè)置 (I_{PDX}) 引腳的高低來選擇不同的穩(wěn)態(tài)電流限制水平。
• 動態(tài)輸出過載檢測限制：可通過在 (I{PDX}) 引腳連接電容來實(shí)現(xiàn)，初始過流激活閾值為 (I{LIM(S)} + 20%)。

引腳連接與功能

IPS1050LQ采用QFN32L 6x6 mm封裝，各引腳功能如下：

• IN：輸入信號，驅(qū)動內(nèi)部功率開關(guān)和電源。
• OVT：過熱診斷引腳，過熱時(shí)激活。
• (I{PD1})、(I{PD2})、(I_{PD3})：電流限制水平和定時(shí)器選擇器，可通過連接電阻或電容來配置。
• PGND：內(nèi)部功率開關(guān)接地。
• SGND：內(nèi)部邏輯接地。
• VCC：邏輯電源電壓。
• OUT：功率級輸出/負(fù)載連接點(diǎn)。

應(yīng)用示例

文檔中給出了多種應(yīng)用原理圖示例，包括靜態(tài)設(shè)置電流限制、通過GPIO動態(tài)控制電流限制以及使用不同數(shù)量電容器動態(tài)控制電流限制等。這些示例為工程師在實(shí)際設(shè)計(jì)中提供了參考。

保護(hù)機(jī)制

過熱保護(hù)

當(dāng)輸出過載導(dǎo)致結(jié)溫超過 (T{JSD})（典型值170°C）時(shí)，輸出通道關(guān)閉，OVT引腳激活；當(dāng)結(jié)溫降至 (T{JR})（典型值150°C）時(shí)，輸出通道重新開啟。

過載保護(hù)

通過輸出電流控制電路，在IN引腳為高電平時(shí)激活，可根據(jù) (I_{PDX}) 引腳的設(shè)置實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)電流限制。

封裝與訂購信息

封裝信息

采用QFN32L 6x6 mm封裝，文檔提供了詳細(xì)的機(jī)械數(shù)據(jù)、公差和建議的焊盤尺寸。

訂購信息

型號為IPS1050LQ，封裝為QFN32L 6x6 mm，包裝形式為帶盤包裝。

總結(jié)

IPS1050LQ憑借其豐富的功能特性、出色的電氣性能和完善的保護(hù)機(jī)制，為電子工程師在設(shè)計(jì)低側(cè)開關(guān)應(yīng)用時(shí)提供了一個(gè)可靠的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師可根據(jù)具體需求，合理配置 (I_{PDX}) 引腳和相關(guān)電容，以實(shí)現(xiàn)最佳的性能和保護(hù)效果。大家在使用這款I(lǐng)C時(shí)，有沒有遇到過什么有趣的問題或者獨(dú)特的應(yīng)用場景呢？歡迎在評論區(qū)分享。