SGM42403Q 四路低側驅動IC：工業應用的理想之選

引言

在電子工程師的日常設計工作中，選擇合適的驅動IC至關重要。今天，我們要深入探討一款性能卓越的四路低側驅動IC——SGM42403Q。它在工業應用中有著廣泛的用途，下面我們將從多個方面詳細了解它。

文件下載：SGM42403Q.pdf

產品概述

SGM42403Q由四個相同的低側驅動器組成，具備過流保護功能。它集成了二極管，用于在輸出關閉時釋放電感負載（如單極步進電機、直流電機、繼電器、螺線管等）的能量。該器件采用TSSOP封裝，在 +25℃ 時，可提供高達2A（單通道開啟）或1.1A/通道（四通道同時開啟）的連續輸出電流。

特性亮點

汽車應用認證

SGM42403Q通過了AEC - Q100認證（汽車電子委員會標準Q100 1級），適用于汽車應用，工作溫度范圍為 -40℃ 至 +125℃。這意味著它在汽車復雜的環境中也能穩定可靠地工作，你是否在汽車電子設計中遇到過因器件可靠性不足而導致的問題呢？

寬電源電壓范圍

電源電壓范圍為6.5V至50V，能夠適應多種不同的電源環境，為設計提供了更大的靈活性。在不同的項目中，你是否也需要這樣寬范圍的電源支持呢？

四路低側驅動

• N溝道MOSFET：四個N溝道MOSFET可并聯以提高電流能力。
• 集成二極管：用于電感能量放電，確保在電感負載工作時能有效釋放能量，保護電路。
• 連續輸出電流：單通道開啟時為2A，四通道同時開啟時為1.1A/通道。

全面保護功能

• 電感能量鉗位二極管：集成的二極管可有效鉗位電感能量，防止電路受到損害。
• 熱關斷與自動重試：當器件溫度過高時，會自動關斷，待溫度恢復到安全水平后自動重試，保證了系統的穩定性。
• 過載保護：能有效防止因過載導致的器件損壞。
• 短路保護：在短路情況下迅速保護電路，避免進一步損壞。
• 欠壓鎖定：當電源電壓低于閾值時，器件會被禁用，內部邏輯復位，待電壓恢復正常后重新工作。

應用領域

SGM42403Q適用于多種低側開關應用，如單極步進電機驅動器、繼電器驅動器和螺線管驅動器等。在實際項目中，你是否使用過類似的驅動IC來驅動這些負載呢？

引腳配置與說明

引腳配置

引腳功能說明

• VM：為器件提供電源。
• VCLAMP：用于輸出鉗位，可根據需要進行連接。
• OUTx：輸出引腳，連接負載。
• nENBL：控制器件的使能狀態。
• RESET：用于復位內部邏輯和過流保護。
• INx：控制對應通道的輸出。
• nFAULT：指示器件是否出現故障。

電氣特性

電源相關特性

• 電源電壓：范圍為6.5V至50V。
• 電源電流：典型值為0.7mA，最大值為0.9mA。
• 欠壓鎖定電壓：上升時為6.5V。

邏輯輸入特性

• 輸入邏輯低電壓：最大值為0.7V。
• 輸入邏輯高電壓：最小值為2.0V。
• 輸入邏輯滯回：典型值為0.29V。
• 輸入邏輯低電流：最大值為1μA。
• 輸入邏輯高電流：最大值為20μA。
• 下拉電阻：典型值為250kΩ。

nFAULT輸出特性

• 輸出低電壓：當輸出電流為5mA時，最大值為0.5V。
• 輸出高泄漏電流：當輸出電壓為3.3V時，最大值為1μA。

低側FET特性

• FET導通電阻：當輸出電流為700mA時，典型值為0.35Ω，最大值為0.7Ω；在 +85℃ 時，典型值為0.46Ω。
• 關斷狀態泄漏電流：當VM為50V時，最大值為10μA。

高端二極管特性

• 二極管正向電壓：當輸出電流為700mA時，典型值為1V。
• 關斷狀態泄漏電流：當VM為50V時，最大值為1μA。

輸出特性

• 上升時間：當輸出電流為700mA，接電阻性負載時，最大值為200ns。
• 下降時間：當輸出電流為700mA，接電阻性負載時，最大值為250ns。

保護電路特性

• 過流保護觸發水平：在 +25℃ 時，最小值為2A，最大值為3.8A。
• 過流保護消抖時間：典型值為3.5μs。
• 過流保護重試時間：典型值為10ms。
• 熱關斷溫度：典型值為156℃。

定時參數與要求

使能時間

nENBL到輸出低電平的時間為300ns。

傳播延遲時間

• INx到OUTx，低到高的傳播延遲時間為450ns。
• INx到OUTx，高到低的傳播延遲時間為250ns。

復位脈沖寬度

復位脈沖寬度為20μs。

典型性能特性

電源電流與溫度、電壓的關系

電源電流會隨著溫度和電源電壓的變化而變化。在不同的溫度和電壓條件下，我們可以根據這些特性曲線來合理設計電路，你在設計時是否會參考這些曲線呢？

導通電阻與溫度、電壓的關系

導通電阻也會受到溫度和電源電壓的影響。了解這些關系有助于我們在不同的工作條件下選擇合適的器件參數。

電流斜坡特性

在不同的電源電壓下，對于16Ω、1mH的RL負載，電流斜坡特性不同。這對于設計電路時預估電流變化非常重要。

過流保護特性

當VM為6.5V且OUT1短路到VM時，過流保護會觸發，并且會在一定時間后重試。這體現了器件的保護功能的有效性。

典型應用電路

驅動單極步進電機

電機電壓與驅動電流

電機電壓的選擇取決于應用需求，較高的電壓會產生更多的電流和扭矩，使電機運行更快。驅動電流路徑從電源到電機繞組和低側MOSFET，MOSFET的功耗可通過公式 (P = I^{2} × R_{DSON}) 計算。SGM42403Q在 +25℃ 時可支持高達2A（單通道開啟）或1.1A/通道（四通道同時開啟）的電流，最大連續電流還取決于PCB布局和環境溫度。

詳細描述

概述

SGM42403Q是一款四路工業低側開關，每個輸出由其獨立輸入控制。低側MOSFET的典型導通電阻 (R_{DSON}) 為350mΩ，四個開關通過引腳控制，允許并行接口，每個通道的開關速率超過100kHz。最大負載電流可根據系統需求進行設置，輸出具有短路和熱過載保護功能，內部有源鉗位將OUTx電壓限制在 (VCLAMP)，可實現電感負載的快速關斷。

輸出驅動器

SGM42403Q集成了四個低側MOSFET，每個MOSFET都有自己的過流保護電路。四個輸出通過集成二極管連接到VCLAMP引腳，VCLAMP可直接短路到電源（VM引腳），也可在VM和VCLAMP引腳之間連接齊納或TVS二極管，用于需要快速電流衰減的情況，但需確保輸出電壓不超過輸出引腳的最大額定值。

保護電路

• 過流保護（OCP）：每個MOSFET都有自己的過流限制，當出現過流且持續時間超過OCP消抖時間時，四個輸出MOSFET將關閉，nFAULT引腳拉低，約10ms后重試。
• 熱關斷（TSD）：當器件結溫過高時，nFAULT引腳拉低，所有輸出關閉，溫度恢復到安全水平后恢復工作。
• 欠壓鎖定（UVLO）：當VM引腳電壓低于欠壓鎖定閾值時，器件禁用，內部邏輯復位，VM電壓恢復到閾值以上時恢復工作。

并行接口操作

可將輸出并聯用于更高電流的應用，具體可參考SGM42403Q控制接口圖。

nENBL和RESET操作

nENBL引腳為低電平有效，內部下拉；RESET引腳為高電平有效，拉高時內部邏輯復位，輸出關閉，忽略INx引腳的輸入控制信號，內部下拉。

封裝信息

封裝外形尺寸

SGM42403Q采用TSSOP - 16A（外露焊盤）封裝，詳細的外形尺寸可參考相關文檔。

推薦焊盤圖案

推薦的焊盤圖案尺寸也有明確規定，在進行PCB設計時需要嚴格按照要求進行。

編帶和卷盤信息

包括卷盤尺寸、編帶尺寸等參數，方便器件的存儲和運輸。

紙箱尺寸

紙箱的尺寸信息也有提供，確保器件在運輸過程中的安全。

總結

SGM42403Q是一款功能強大、性能可靠的四路低側驅動IC，具有多種保護功能和寬電源電壓范圍，適用于汽車和工業等多種應用場景。在電子設計中，合理選擇和使用這款IC可以提高系統的穩定性和可靠性。你是否已經對SGM42403Q有了更深入的了解呢？在實際應用中，你還遇到過哪些關于驅動IC的問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。