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L9524C 电热塞系统控制IC

日期:2020-10-31 标签:IC 类别: 阅读:3976 (来源:互联网)

特征

外部N通道电源的四栅极驱动器

高侧配置的MOSFET:

–由PWM输出信号驱动的门

–可调栅极充放电电流

–有限的栅极至源电压

–感应负载的负夹持

–先进的径流控制

–通过发光调节功率

插头

外部继电器驱动器的控制输出

电池电压兼容双线接口

电源电压监测,停机

电池电压监测,停机

接头温度监控

关闭

通过电热塞的电流监测

过电流停机(可调阈值)

外部开关监控

电荷泵电压监测

关闭

卸载期间主动夹紧

说明

L9524C是一个控制IC,最多可发光6次柴油机插头。电热塞是由多达四个外部PWM控制的开关N通道功率mosfet或单个继电器输入高端配置。电源电压、蓄电池电压、接头温度,开关,通过辉光的电流插头和充电泵电压被监控。两线接口用于与柴油机管理系统。

电气特性

5V≤VVS;VBAT≤18V,-40°C≤TJ≤125°C,除非另有规定。电压是当电流流入引脚时,假定电流为正。

1.未经测试,由设计保证

2.数字创建的时间常数,通过扫描路径测试验证

工作模式

L9524C总共可以在6种模式下工作。通过将适当的引脚和电压如下表所示:

模式1和2用于继电器使用(称为“中继模式”),模式3至6用于晶体管使用(称为“晶体管模式”)。在中继模式下,诊断接口(DO引脚)的协议可从go/no  go协议和串行协议中选择(协议描述见“诊断输出”部分)。在晶体管模式下,诊断接口的协议是串行协议。它可以区分使用分流器监测通过电热塞的电流(称为“分流感应”)或使用功率MOSFET自身的RDS(on)(称为“晶体管感应”)。在分流感应模式下,分流器的电阻为假设在晶体管感测模式下,温度是恒定的假定功率MOSFET的RDS(on)随温度和因此,适当调整过电流监测。在晶体管模式下,有两种方法可以控制输出定时。在模式3和5中PWM控制输入信号的正时决定施加的PWM信号的正时至外部功率MOSFET(“无功率调节”)。在模式4和6中PWM控制输入信号确定通过电热塞的功率(“功率调节”)并对应用于外部功率MOSFET的PWM信号的定时进行了调整取决于电池电压(参见“功率调节”一节)。

供应

L9524C的主电源引脚是VS引脚。施加在其上的电压(VVS)为监控

如果至少在tVS fil(“欠电压”)下低于VVS uv,则关闭所有电热塞失败“),

如果至少tVS fil(“过电压”)大于VVS ov,则关闭所有电热塞失败“),

如果电热塞大于VVS ld,至少打开tVS ld(“主动夹紧卸载期间“),

如果小于VVS ol,则忽略开路负载故障。

注意:如果相应的打开条件消失,则电热塞将再次打开,除非由于卸载而打开电热塞。然后他们保持切换开启,直到VVS小于VVS ov(对于至少tVS fil)。在模式2至6中,L9524C由BAT引脚额外供电。这个辅助电源确保外部电源MOSFET在没有主电源电压的情况下关闭在VS引脚上可用。BAT引脚还用于检测蓄电池电压VBAT,以便在中进行功率调节模式4和6(见“功率调节”一节)以及检测“电池欠压故障(电池和模块之间的保险丝有缺陷),如果VBAT至少低于VBAT uv模式2至6下的tBAT fil。高于主电源电压的附加电源电压由电荷泵为连接到CP引脚的外部存储电容器充电。这个电容器主要为外部n沟道功率MOSFET的栅极供电监测泵电压VCP,如果低于VCP uv,则关闭电热塞对于至少tCP fil(“电荷泵欠压”)。之后,电热塞保持开关状态即使电荷泵电压大于VCP uv,也关闭,直到它们明确通过CI(控制输入)引脚再次打开。

控制输入

控制输入(CI)引脚被电阻拉上RCI至电源电压VVS,以便VCI=VCI关闭,电热塞默认关闭。L9524C由VCI从VCI关闭转换到VCI打开(下降沿),反之亦然(上升沿)。电压忽略持续时间短于tCI-fil的VCI水平变化。在晶体管模式(模式3至6)中,L9524C期望CI引脚处有PWM信号。每个下降沿开始测量其开启时间tCI(直到下一上升沿的时间,即该时间的长度低脉冲)及其周期TCI(到下一个下降沿的时间)。脉冲群的结束是如果在超过tCI to的时间内没有出现下降沿,并且电热塞关闭。因此,不可能用电热塞永久打开电热塞例外情况:如果第一下降沿的低电压水平大于电热塞的VCI只要这个低脉冲持续,就保持接通。

虽然在模式2(中继模式,串行诊断接口协议)中,继电器应该永久切换的L9524C也期望在CI引脚上有一个PWM信号,因为串行诊断接口协议由CI信号的下降沿同步(参见第节“诊断输出”)。如果关闭时间(介于由于继电器输出,PWM信号的上升沿和下降沿)小于tIO sup抑制短于tIO-sup的脉冲(见“继电器输出”一节)。出于同样的原因如果PWM信号小于tIO sup。在所有其他情况下,继电器根据CI引脚处的PWM信号。

在模式1(中继模式,通过/不通过诊断接口协议)中,无需通过/不通过协议。因此,如果VCI=VCI打开且继电器关闭,则继电器接通如果VCI=VCI关闭

诊断输出

L9524C(DO引脚)的诊断输出级由电流限制低压侧组成开关和一个上拉电阻RDO到VS引脚。逻辑低信号VDOL的电压电平由低压侧开关的压降和逻辑高信号的电压电平给出等于VVS。L9524C能够检测以下故障(参见“电源”、“电流”部分监控”和“交换机监控”):

打开负载(6个电热塞),

过电流(6个电热塞,在断电前储存),

任何道岔有缺陷(4个道岔),

电源电压(VVS)过低(“欠压”),

电源电压(VVS)过高(“过电压”),

结温(TJ)过高,

电荷泵电压(VCP)过低(“电荷泵欠压”),以及电池电压(VBAT)过低(“电池欠压”)

以便报告柴油机发生上述任何故障

管理系统L9524C提供两种协议:模式1的go/no go协议和模式2至6的串行协议。go/no go协议仅能在发生上述任何故障时报告。这个根据下表进行:

过电流故障一直存储到断电。串行协议能够报告不同类型的故障并将它们分配给相应的电热塞。因此,发生的故障被写入内部8位故障寄存器:

1.过电流故障一直存储到断电

2.如果蓄电池电压过低(“蓄电池电压过低”),则第7位和第8位为高电平

位1至6分配给电热塞。根据位7,它们显示开路负载(位7是低)或过电流故障(位7为高)。位8显示是否存在列出的任何故障(“模块故障”)。如果电池欠压故障,位7和8为高电平只要没有存储过电流故障,其他位都是低的。对于传输故障寄存器的内容,应用于CI引脚的PWM信号为用作时钟输入:在CI信号的任何下降沿(见“控制输入”一节),DOpin显示tDO del后位流的下一位的值。

每个传输帧由一个起始分隔符(一个低位)后跟8位组成从位1开始的失败寄存器。在结束分隔符(一个高位)之后诊断输出级处于非活动状态,并被电阻拉至VVS。L9524C在CI信号的第一下降沿开始发送第一帧上电后。因为此时故障寄存器的内容清除了前9位(起始分隔符后跟8位故障寄存器的内容),它们是传输总是很低。L9524C每隔32次传输一次帧CI信号的边缘。仅在诊断输出级未激活时(即。在两个帧的传输之间)可以写入失败寄存器的内容。

电流监测

L9524C能够通过测量电压来监测通过6个电热塞的电流感应电阻下降。因此,有4个正感应输入引脚(SP1,SP2,SP3、SP4)和6个负感应输入引脚(SN1、SN2、SN3、SN4、SN5、SN6)。感觉必须根据下表将输入引脚连接至感应电阻器:

在继电器模式(模式1和模式2)中,由于只有继电器。在晶体管模式(模式3至6)中,电热塞5通过晶体管2和带晶体管4的电热塞6。因此只有4个正感应输入引脚必要的。如果传感电阻器上的电压降小于ΔVOL,至少在开路负载下只要VVS>VVS ol,就会检测到故障。如果大于ΔVOC(定义见下文)至少对于tOC fil,检测到过电流故障并切换相应的开关关闭并保持关闭直到断电。过电流故障阈值ΔVOC可根据施加在OCT引脚上的电压而变化(参见“过电流阈值”一节变更”)。在模式1到4中,过电流阈值相对于温度是恒定的(TCOC=0)。但在模式5和6中,过电流阈值随温度ϑ用于补偿外部功率MOSFET用作以下模式中的感测电阻:方程式1

ΔVOC=ΔVOC 0(1+tOC(ϑ+40°C)

道岔监测

L9524C监测电热塞之间的电压(使用负感应输入引脚SN1、SN2、SN3和SN4),用于检测相应的开关是否正常工作。如果开关打开,但在相应的对于至少tSD fil,电热塞小于VSD,或者如果它关闭,但电压至少对于tSD fil,电热塞大于VSD。

热关机

如果接头温度高于TJSD,则关闭所有电热塞。他们如果结温低于TJSD,则再次接通。

闸门驱动器

L9524C包含四个用于外部n沟道功率MOSFET输入的栅极驱动器(Gx引脚)高端配置。每个门驱动器通过充电和用恒定电流(IG on或IG)放电外部功率MOSFET的栅极关闭)。为了调整斜率,可以使用CUR引脚改变这些电流(见“门”一节充电/放电电流变化”)。充电电流源由外部提供电容器连接到电荷泵输出(CP)引脚。栅源电压为内部有限且无电源电压(VVS)的闸门和外部电源功率MOSFET短路。在感应负载的自由转动过程中,外部功率MOSFET的门是结果,功率MOSFET变得导电,能量进入感应负载通过功率MOSFET循环。

继电器输出

在继电器模式(模式1和2)中,IO引脚用作输出引脚,以控制外部继电器驱动器(例如驱动继电器的低压侧开关)。如果IO引脚的输出级是打开它就像一个输出电阻RIO的电压源(VIO)。如果它被切换关闭下拉电流源被激活(IIO)。继电器输出抑制脉冲变短通过适当的脉宽调制,继电器可以永久性地切换“输入信号”一节。在晶体管模式(模式3到6)中,IO引脚用作输入引脚。左开它被拉下来了接地,功率调节功能(参见“功率调节”一节)被激活(VIO<VIO pr)。要停用功率调节功能,必须连接IO引脚CUR pin(VIO=VCUR>VIO pr)。

栅极充放电电流变化

CUR引脚提供恒定电流限制输出电压VCUR。门电荷(或放电)电流是从电流管脚流出的电流的倍数,因此通过在电流管脚上加一个电阻来改变。为了选择操作模式,可以连接IO引脚和/或MS引脚CUR引脚(见“模式”一节)。IO引脚包含一个下拉电流源和MS引脚包含上拉电流源。如果为了不影响栅极,将相应的引脚连接到CUR引脚上充电/放电电流。

过电流阈值变化

通过将OCT引脚连接到外部,可以改变过电流阈值ΔVOC电流管脚和接地之间的电阻分压器。如果OCT销保持打开状态,则会拉动它电流源的内部电源电压和默认值用于过电流阈值。此默认值对应于条件:VOCT=VCUR/6。在为了不使分压器失谐,当打开任何电热塞。

高级径流控制

在晶体管模式(模式3至6)中,电热塞由高级径流开关切换控制。目标是尽量减少负载电流的变化。因此,PWM信号应用于电热塞的是彼此相移。有5步启动切换序列开始时的过程。在步骤1中电热塞设置为固定值tdel。因此,所有电热塞在PWM控制输入信号(CI)的第一个周期和被加热的时间相当同步。在启动过程中,相移变为等于接通时间1的值电热塞。因此,在启动程序完成后,电热塞将依次打开另一种是使负载电流变化最小。

输出定时

在晶体管模式(模式3至6)中,关闭一个电热塞之间存在延迟tgap打开下一个以避免重叠。此外,在在所有模式下,斜率(即在切换后的时间段tsup)被抑制。