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STMicroelectronics

Vortreiber für DC-Motoren vereinfacht EMI und spart Strom

23. April 2024, 7:10 Uhr | Iris Stroh

Der Automotive-Gatetreiber L99H92 von STMicroelectronics enthält einen SPI-Port für Programmier- und Diagnosezwecke, eine Ladungspumpe, Schutzfunktionen und zwei zusätzliche Strommessverstärker für die Systemüberwachung.

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Der je zwei High-Side- und Low-Side-Treiber enthaltende L99H92 von STMicroelectronics kann entweder eine H-Brücke für den Betrieb eines bidirektionalen Gleichstrommotors oder zwei Halbbrücken für zwei unidirektionale Motoren ansteuern. Zu den typischen Anwendungen des hochintegrierten, einfach konfigurierbaren Treibers gehören elektrisch angetriebene Schiebedächer, Fensterheber, Heckklappen, Schiebetüren und Gurtstraffer.

Zur Aufrechterhaltung der korrekten Funktion auch bei schwankender Bordnetzspannung versorgt eine Ladungspumpe die high-seitigen Treiber, sodass die Ausgänge selbst bei Spannungen bis 5,41 V herab funktionsfähig bleiben. Der Ausgang ist außerdem an einen externen Anschluss herausgeführt, um einen als Verpolungsschutz dienenden MOSFET anzusteuern.

Der Gatetreiberstrom wird über den SPI-Port programmiert, sodass durch Einstellen der Flankensteilheit die elektromagnetischen Störaussendungen und die Wärmeentwicklung minimiert werden können. Dank der Programmierbarkeit des Stroms lassen sich pro MOSFET bis zu vier externe Bauelemente einsparen, die bei konventionellen Treibern zum Einstellen der Flankensteilheit nötig wären. Der maximal 170 mA betragende Treiberstrom bietet Designern die Flexibilität, den Treiber mit einer Vielzahl von externen MOSFETs zu kombinieren, darunter auch Hochleistungs-Bausteine mit großer Gatekapazität.

Mit seinen vielen Systemschutz- und Diagnose-Features ist der L99H92 für Zuverlässigkeit und Funktionssicherheit ausgelegt. Der Überstromschutz besitzt eine einstellbare Ansprechschwelle und wird durch Überwachung des MOSFET-Drainstroms ausgelöst. Für Sicherheit und Effizienz sorgt auch der Querstromschutz mit einstellbarer Totzeit. Zusätzlichen Schutz bieten die Übertemperatur-Frühwarn- und -Abschaltfunktion, der Über- und Unterspannungsschutz an den Versorgungsspannungs-Eingängen für den digitalen und den analogen Teil sowie die Open-Load- und Kurzschlusserkennung des im Ausabgeschalteten Zustand wirksamen Diagnosemodus.

Ein Fail-Safe-Eingang ermöglicht das augenblickliche Abschalten aller MOSFETs, und ein spezieller Diagnose-Pin erzeugt eine sofortige Störungswarnung, ohne dass auf die periodischen SPI-Übertragungen gewartet werden muss.

Die ebenfalls integrierten zwei Strommessverstärker zur Überwachung des Systemzustands tragen zur Minimierung des Bauteileaufwands bei. Die Verstärker sind für High-Side-, Low-Side- und Inline-Messungen geeignet, bieten unabhängig einstellbare Verstärkungsfaktoren und zeichnen sich durch einen geringen Offset sowie eine geringe Temperaturdrift aus. zur Reduzierung der Stromaufnahme bei Nichtgebrauch können sie einzeln deaktiviert werden.

Der L99H92 wird bereits produziert und ist wahlweise im TQFP32- oder QFN32-Gehäuse in Wettable-Flank-Bauweise verfügbar, um die Inspektion zu vereinfachen.