STMicroelectronics L99MH98汽車用八通道半橋前置驅(qū)動(dòng)器可控制多達(dá)16個(gè)N溝道MOSFET，用于直流電機(jī)控制應(yīng)用，例如汽車電動(dòng)座椅控制。STMicroelectronics L99MH98采用VFQFPN48L封裝，帶裸露焊盤。該封裝還具有可濕性側(cè)翼，便于目測(cè)檢查焊點(diǎn)。24位串行外設(shè)接口 (SPI) 配置和控制八個(gè)半橋或四個(gè)半橋。SPI狀態(tài)寄存器提供高級(jí)診斷信息，例如電源電壓監(jiān)控、電荷泵電壓監(jiān)控、溫度警告和過(guò)熱關(guān)斷。每個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器均獨(dú)立監(jiān)控外部MOSFET漏源電壓的故障情況。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics L99MH98汽車用八通道半橋前置驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

STMicroelectronics L99MH98支持外部MOSFET上的間接電流測(cè)量，從而節(jié)省成本和降低系統(tǒng)復(fù)雜性，避免使用分流電阻器。對(duì)外部MOSFET進(jìn)行更高效的柵極電流控制（稱為"三級(jí)柵極電流“)，可降低和優(yōu)化電磁干擾 (EMI)。保護(hù)特性（用于短路檢測(cè)的漏源監(jiān)控、過(guò)熱警告/關(guān)斷、用于MCU控制的超時(shí)看門狗以及通過(guò)SPI實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)斷態(tài)診斷）確保ASIL-B符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)。

特性

• 符合 AEC-Q100
• 符合ISO26262標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋ASIL-B安全完整性等級(jí)
• 八通道半橋或四通道半橋預(yù)驅(qū)動(dòng)器
• 獨(dú)立通道驅(qū)動(dòng)器，高達(dá)8個(gè)高側(cè)或8個(gè)低側(cè)
• 驅(qū)動(dòng)邏輯允許任何半橋配置－使用內(nèi)部柵極驅(qū)動(dòng)器對(duì)不同半橋進(jìn)行配對(duì)（GHx/SHx/GLx可與任何GHy/BLY/GLy連接）
• 支持邏輯電平和標(biāo)準(zhǔn)電平MOSFET
• 反向電池保護(hù)MOSFET的控制
• 發(fā)生故障時(shí)完全可配置的半橋驅(qū)動(dòng)器
• 用于電動(dòng)行李箱/后擋板應(yīng)用的發(fā)生器模式
• 支持外部MOSFET的間接電流測(cè)量
• SPI可配置過(guò)壓閾值
• 自適應(yīng)MOSFET柵極控制
  • 外部HS/LS三步柵極控制
  • 提高了電磁輻射
  • 可編程柵極電流高達(dá)120mA
  • 降低PWM模式下的開(kāi)關(guān)損耗
• VDS 監(jiān)控
• 復(fù)位模式下低IQ (1.05μA)
• 高側(cè)和低側(cè)能夠提供保護(hù)和診斷
• 4個(gè)外部二極管控制，用于協(xié)助校準(zhǔn)間接電流測(cè)量，可用于穩(wěn)定溫度監(jiān)控
• 漏源監(jiān)控，用于短路檢測(cè)
• 過(guò)熱警告和關(guān)斷
• 超時(shí)看門狗，用于MCU控制
• 通過(guò)SPI進(jìn)行詳細(xì)的斷態(tài)診斷（開(kāi)路負(fù)載、電池短路或接地短路）
• 3個(gè)PWM輸入
  • 支持高側(cè)和低側(cè)PWM
  • 主動(dòng)續(xù)流
  • 高達(dá)50kHz PWM頻率
• 框架外串行外設(shè)接口 (SPI)，24位
• QFN封裝，帶可濕性側(cè)翼，7mm x 7mm x 0.9mm
• 工作溫度范圍：-40 °C至+150 °C
• 符合RoHS指令 - 綠色產(chǎn)品

框圖

STMicroelectronics L99MH98汽車用八通道半橋前置驅(qū)動(dòng)器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

STMicroelectronics L99MH98是一款專為汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)的八通道半橋前置驅(qū)動(dòng)器集成電路，采用VFQFN48L封裝（7x7x0.9mm），具有裸露焊盤下散熱設(shè)計(jì)。該器件通過(guò)了AEC-Q100認(rèn)證，符合ISO26262標(biāo)準(zhǔn)，支持ASIL-B安全完整性等級(jí)，特別適合汽車電動(dòng)座椅控制、天窗、車窗升降器、電動(dòng)尾門等車身電子應(yīng)用場(chǎng)景。

?關(guān)鍵特性?：

• 可配置為8個(gè)獨(dú)立的半橋或4個(gè)全H橋驅(qū)動(dòng)
• 支持邏輯電平與標(biāo)準(zhǔn)電平MOSFET驅(qū)動(dòng)
• 集成反向電池保護(hù)MOSFET控制
• 三階段柵極電流控制技術(shù)（降低EMI）
• 片上電荷泵（最高可輸出VDH+13V）
• 低靜態(tài)電流（1.05μA@復(fù)位模式）
• 符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的綠色產(chǎn)品

二、核心功能架構(gòu)

2.1 驅(qū)動(dòng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

L99MH98采用創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，每個(gè)通道包含：

• ?高邊驅(qū)動(dòng)?：通過(guò)電荷泵提供高于電池電壓的驅(qū)動(dòng)能力（VDH+8.2V至VDH+13V）
• ?低邊驅(qū)動(dòng)?：直接由VDD供電驅(qū)動(dòng)
• ?靈活配置?：支持任意半橋組合，可通過(guò)SPI自由配對(duì)不同半橋

據(jù)手冊(cè)中的Block diagram圖示了內(nèi)部電荷泵、PWM控制器、電流檢測(cè)ADC等模塊的互聯(lián)關(guān)系)

2.2 三階段柵極控制技術(shù)

器件采用專利的三階段柵極控制技術(shù)：

1. ?第一階段?：VGS < Vstep1時(shí)采用ISTEP1電流（可編程4-44mA）
2. ?第二階段?：Vstep1 < VGS < Vstep2時(shí)采用ISTEP2電流（可編程1-44mA）
3. ?第三階段?：VGS > Vstep2時(shí)采用ISTEP3大電流（可編程2-120mA）

這種分段控制方式有效降低了開(kāi)關(guān)過(guò)程中的電磁干擾（典型降低6-8dB），同時(shí)優(yōu)化了開(kāi)關(guān)損耗（PWM模式下?lián)p耗降低約15%）。

三、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

3.1 無(wú)采樣電阻電流檢測(cè)

L99MH98突破性地實(shí)現(xiàn)了?間接MOSFET電流測(cè)量?技術(shù)：

1. ?Rds(on)校準(zhǔn)?：生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)1A測(cè)試電流校準(zhǔn)每個(gè)MOSFET的Rds(on)
2. ?溫度補(bǔ)償?：通過(guò)4個(gè)外部二極管實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)MOSFET結(jié)溫
3. ?Vds測(cè)量?：內(nèi)部12位ADC測(cè)量導(dǎo)通壓降（精度±4.6mV@50mV量程）
4. ?電流計(jì)算?：MCU根據(jù)公式I = Vds/Rds(on)計(jì)算實(shí)時(shí)電流

相比傳統(tǒng)采樣電阻方案，該系統(tǒng)可節(jié)省BOM成本約0.3美元/通道，同時(shí)避免采樣電阻的功率損耗（典型節(jié)省0.5W@10A應(yīng)用）。

3.2 增強(qiáng)型保護(hù)機(jī)制

?多級(jí)安全保護(hù)系統(tǒng)?：

• ?電壓監(jiān)控?：VDH欠壓（4-4.5V）、過(guò)壓（19-33V可編程）、VDD過(guò)壓（5.4-5.9V）
• ?溫度保護(hù)?：預(yù)警閾值140-160℃，關(guān)斷閾值170-190℃
• ?短路保護(hù)?：可編程Vds閾值（75-600mV）配合可調(diào)消隱時(shí)間（0.5-9.6μs）
• ?互鎖保護(hù)?：可編程死區(qū)時(shí)間（0.5-16μs）防止上下管直通

獨(dú)特的?故障傳播機(jī)制?允許通過(guò)HB_FAULTx寄存器定義故障關(guān)聯(lián)組，當(dāng)某半橋故障時(shí)，可自動(dòng)關(guān)閉關(guān)聯(lián)組內(nèi)的其他半橋。

四、性能參數(shù)對(duì)比