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BTG7016A学习笔记
BTG7016A学习笔记
文章目录
- 1、概述
- 1.1、特征
- 1.2、潜在应用
- 1.3、描述
- 1.4、诊断特征
- 1.5、保护特征
- 2、框图和术语
- 2.1、框图
- 3、常用引脚
- 3.1、VS
- 3.2、GND
- 3.3、IN
- 3.4、DEN
- 3.5、IS
- 3.6、I2t
- 3.7、IDL
- 3.8、OCT
- 3.9、n.c.
- 3.10、OUT
- 4、通用产品电气特性
- 5、逻辑管脚
- 5.1、输入管脚 IN
- 5.2、诊断使能 DEN
- 5.3、I2t选择pin脚
- 5.4、过流阈值引脚-OCT
- 5.5、idle模式管脚(IDL)
- 6、电源供应
- 6.1、工作模式
- 6.1.1、未供电模式
- 6.1.2、上电模式
- 6.1.3、休眠模式
- 6.1.4、I2t模式
- 6.1.5、带有诊断非活动模式
- 6.1.6、I2t诊断模式
- 6.1.7、Idle模式
- 6.1.8、带诊断活动模式
- 6.1.9、CLS模式
- 6.1.10、带诊断CLS模式
- 6.1.11、非活动模式
- 6.1.12、故障模式
- 6.2、欠压
- 6.3、电源电气特性
- 6.3.1、电源电气特性---电流
- 7、电源状态
- 7.1、ON模式下,输出的电阻
- 7.2、切换负载
- 7.2.1、切换电阻负载
- 7.2.2、切换感性负载
- 7.2.3、容性负载开关
- 7.3、先进的开关特性
- 7.3.1、反转电流
- 7.4、电源状态的电气特性
- 8、设备保护功能
- 8.1、过温保护
- 8.2、过流保护
- 8.3、故障时的设备保护和诊断
- 8.3.1、智能锁存策略
- 8.4、附加保护
- 8.4.1、反转极性保护
- 8.4.2、过压保护
- 8.5、连接丢失保护
- 8.5.1、电源损失丢失和负载丢失
- 8.5.2、接地丢失
- 9、系统保护
- 9.1、I2t保护
- 9.1.1、I2t保护和空闲模式
- 9.1.2、I2t保护触发后智能锁存复位策略
- 9.2、系统保护的电气特性
- 10、序列诊断
- 10.1、序列诊断
- 10.1.1、电流检测(address#1)
- 10.1.2、OFF模式的负载(address#1)
- 10.1.3、I2t 设置(address#2)
- 10.1.4、I2t状态(address#3)
- 10.1.5、OCT设置(address#4)
- 10.1.6、数字电流检测(address#5)
- 10.1.7、检测验证电流(address#5)
- 10.2、检测时间
1、概述
1.1、特征
- 带有诊断和内嵌的保护的高边开关
- 可选择集成I2t保护功能,用于汽车线束保护
- 在key-off模式下(空闲模式),有极低的工作电流作为活动电源
- 带有IDL引脚,用于在空闲模式下微控制器的唤醒
- 过流阈值可调
- 具有电容负载切换模式**(CLS)模式**
- 顺序诊断状态的读出
- ReverseON用于低功耗的反向极性
- 在反向电流下(InverseON)接通能力
1.2、潜在应用
- 取代继电器、熔断器、和分立电路
- 保护线束和系统供电
- ECU主电源开关
- 为Key-off模式进行供电开关
- 适用于电阻、电感、最大6.8A容性负载
1.3、描述
该设备为智能供电高边开关,具有增强的保护和诊断功能。除了标准的设备保护功能,它还提供了可选的I2t保护,可调的过流保护,空闲模式以及通过IS引脚的顺序诊断模式。
1.4、诊断特征
- 成比例的负载电流检测
- 开路负载ON,OFF状态
- 对地或电池的短路电路
- 可读出I2t保护和过流保护的设置
- 可读出线束保护状态
1.5、保护特征
- 带有智能锁存器的绝对和动态温度限制
- 带有智能锁存器的可调过流保护
- 带有智能锁存器的可选择的I2t保护功能,用于线束保护
- 欠压关闭
- 外部元器件过压保护
2、框图和术语
2.1、框图
-
供电电压检测
-
过压保护
-
内部供电
-
空闲+休眠模式
-
顺序诊断输出
-
输入逻辑控制+诊断功能开关
-
I2t+OCT保护选择
-
内部反转极性
-
GND电路
Channel
-
电压检测
-
过温保护
-
栅极控制+供给泵
-
电容负载开关
-
负载电流检测
-
I2t保护
-
过压钳位
-
过流保护
-
反向开关ReverseON+InverseON
3、常用引脚
3.1、VS
- 供电电压
3.2、GND
- Ground
- 连接内部逻辑地
3.3、IN
- Input Channel
- 输入通道
- 数字信号打开通道,high有效
- 如果不使用,外接10KΩ电阻到GND
3.4、DEN
- Diagnostic Enable
- 诊断使能
- 数字信号使能设备诊断,清除通道的保护锁存器
- 如果不使用,外接10KΩ电阻到GND
3.5、IS
-
SENSE current output
-
感应电流输出
-
诊断输出模拟/数字信号
-
如果不使用,保持开路
3.6、I2t
- I2t Selection Pin
- 根据I2t引脚和GND之间连接的Ri2t电阻值,选择六个可用的I2t保护曲线中选择一个
- 如果不使用,保持开路
3.7、IDL
- Idle mode open drain output
- 数字信号通知/唤醒微控制器,在idle模式(高电平活动)
- 如果不使用,保持开路
3.8、OCT
- Adjustable Overcurrent threshold:可调的过电流阈值
- 需要在OCT脚和GNG脚的电阻Roct,来调整过流阈值
- 如果不使用,保持开路
3.9、n.c.
- 不连接,内部没有粘合
3.10、OUT
- Output
- 受保护的高边输出通道
- 所有的输出脚必须焊接在一起,所有的输出脚内部都是连接的
4、通用产品电气特性
略
5、逻辑管脚
- BTG70xx,有两个数字脚,IN和DEN,IN控制输出级,DEN控制诊断
- 此外还有两个模拟输入引脚
- 一个选择通用的I2t保护曲线或调节过流阈值
- 一个开漏输出引脚显示空闲模式时有效的
5.1、输入管脚 IN
- 激活输出通道,输入电路兼容3.3V和5V微控制器
- 输入下拉电流取决于DEN引脚的状态
- 如果不使用时,必须接10KΩ电阻到GND引脚或模块地
- 高电平的阈值由参数Vdi(TH)和Vin(HYS)来决定,以确高电平的电压总是高于低电平
5.2、诊断使能 DEN
- DEN管脚可用于使能诊断电路,可用于复位锁存保护
- 保护电路不会被DEN引脚禁用
- DEN为高电平时,使能诊断,设置为低电平时,诊断失效,IS引脚设为高阻抗
- 锁存保护的复位通过一个专用的DEN高脉冲
- 当设备处于IDLE模式时,DEN引脚设置为高电平,设备切换到I2t诊断模式,使能诊断,当DEN引脚设为低时,并满足所有空闲条件,器件变为空闲模式
- 当IN脚处于低电平时,通过早DEN脚时间脉冲(上升沿接着下降沿),来复位保护锁存器
5.3、I2t选择pin脚
- I2t选择引脚,用于选择六个可用的I2t保护曲线之一,通过连接在I2t引脚和GND之间的电阻值进行选择
- 如果I2t和GND之间的电阻小于Ri2t_short,设备识别I2t脚短路,I2t保护选择保护曲线6,顺序诊断地址为#2,在IS管脚检测电流
- 如果I2t和GND之间的电阻大于Ri2t_open,设备识别I2t脚开路, I2t保护选择保护曲线6,顺序诊断地址为#2 ,在IS管脚检测电流
5.4、过流阈值引脚-OCT
- 在过流阈值管脚和GND之间连接一个电阻来模拟调整过流阈值
- 如果OCT引脚与GND之间电阻小于Roct_short,设备识别OCT脚短路,过流阈值将在内部识别为最大值
- 如果OCT引脚与GND之间电阻小于Roct_open,设备识别OCT脚开路,过流阈值将在内部识别为最小值
- 顺序诊断地址为#4,在IS管脚检测电流
5.5、idle模式管脚(IDL)
空闲模式引脚IDL是一个开漏输出引脚,在空闲模式和睡眠模式下设置为高阻态,在其他模式下都将其拉下
6、电源供应
- BTG7xxx通过Vs管脚供电,用于内部逻辑和功率级输出供电
- VS具有欠压检测电路,当外加电压低于欠压阈值(Vs<Vs(op))时,可避免输出和诊断功能的启动
- 当Vs>Vs(op))时,内部上电信号置位
6.1、工作模式
-
休眠模式
-
I2t 模式
-
I2t 诊断模式
-
带有诊断非活动模式
-
空闲模式
-
带诊断的活动模式
-
容性负载切换模式–cls模式
-
带诊断容性负载切换模式–diag_cls模式
-
非活动模式
各个模式的切换取决于以下条件:
- IN脚逻辑电平
- 输入PWM到IN脚
- DEN脚的逻辑电平
- 内部保护锁存器
- 负载电流的大小
- Vds的电压
- 结温
- I2t保护所选择的曲线
开始状态 | 目标状态 | 转换条件 | 持续时间 |
---|---|---|---|
Sleep | Unsupplied | Vvs<Vvs(UV) | n.a. |
Unsupplied | Sleep | Vvs>Vvs(UV) | n.a. |
Inactive with diagnosis | Sleep | DEN = “low” AND S(I2t) < (I2L(I2t_OFFSET) - I2L(I2t_HYST)) | tT(iwd_slp) |
Inactive | Sleep | S(I2t) < ( I2L(I2t_OFFSET) - I2L(I2t_HYST) ) | tT(F10u) |
Sleep | I2t | IN = “high” | tON |
CLS | I2t | (IN = “high” OR VDS < VDS(OLOFF)) AND DEN = “low” | tT(CLS_I2t) |
Idle | I2t | IL > IL(IDLE) | tT(IDLE_I2t) |
I2t with diagnosis | I2t | DEN = “low” | tT(F10u) |
Inactive | I2t | IN = “high” | tON |
I2t | CLS | IN = “pwm” AND VDS > VDS(OLOFF) | tT(I2t_CLS) |
CLS with diagnosis | CLS | DEN = “low” | tT(F10u) |
I2t | Idle | IL < IL(IDLE) AND S(I2t) < (I2L(I2t_OFFSET) - I2L(I2t_HYST)) | tT(I2t_IDLE) |
Active with diagnosis | Idle | DEN = “low” | tT(AWD_IDLE) |
Idle | Active with diagnosis | DEN = “high” | tT(F10u) |
I2t | I2t with diagnosis | DEN = “high” | tsIS(ON15) |
Active with diagnosis | I2t with diagnosis | IL > IL(IDLE) | tsIS(ON15) |
CLS with diagnosis | I2t with diagnosis | IN = “high” OR VDS < VDS(OLOFF) | tT(F10u) |
Inactive with diagnosis | I2t with diagnosis | IN = “high” | tON |
CLS | CLS with diagnosis | DEN = “high” | tsIS(ON234) |
I2t with diagnosis | CLS with diagnosis | IN = “pwm” AND VDS > VDS(OLOFF) | tT(I2t_CLS) |
Sleep | Inactive with diagnosis | DEN = “high” | tsIS(ON234) |
Active with diagnosis | Inactive with diagnosis | IN = “low” | tOFF |
I2t with diagnosis | Inactive with diagnosis | IN = “low” | tOFF |
CLS with diagnosis | Inactive with diagnosis | IN = “low” | tOFF |
Inactive | Inactive with diagnosis | DEN = “high” | tsIS(ON234) |
I2t | Inactive | IN = “low” | tOFF |
CLS | Inactive | IN = “low” | tOFF |
Idle | Inactive | IN = “low” | tOFF |
Inactive with diagnosis | Inactive | DEN = “low” | tT(F10u) |
6.1.1、未供电模式
- 这种状态要么未供电,要么电压值小于欠压阈值
6.1.2、上电模式
- 当供电电压一直上升高于欠压阈值,内部上电信号被置位
6.1.3、休眠模式
- 当全部的数字输入引脚(IN和DEN)被置为low时,并且I2t状态计算低于I2t迟滞曲线,设备处于睡眠模式,输出为OFF,当前消耗电流最小
- 当处于睡眠模式下,过温和过流保护都是无效
- 如果过温过流被设备触发,但是没有被重置,设备将不会进入睡眠模式
6.1.4、I2t模式
- IN脚被拉高时,进入I2t模式,设备计算I2t的状态Si2t
- 一旦触发I2t保护功能(所选曲线),通道立即被断开
- 电流消耗测量GND管脚,因为VS脚的电流包括负载电流
- I2t模式下,过流、过温、过压保护都是有效的,由于DEN引脚是拉低,诊断不起作用
6.1.5、带有诊断非活动模式
- 只要DEN引脚被设置为高,IN管脚被设置成低时,设备就处于带有诊断非活动模式
- 该模式下通道关闭
- 根据地址的不同,在IS管脚将会输出多个设置
6.1.6、I2t诊断模式
-
IN脚和DEN脚被拉高时,进入I2t诊断模式,与I2t模式类似
-
一旦触发I2t保护功能(所选曲线),通道立即被断开
-
电流消耗测量GND管脚,因为VS脚的电流包括负载电流
-
I2t模式下,过流、过温、过压保护都是有效的
-
此外还启动了诊断功能,根据地址的不同,在IS管脚将会输出多个设置
6.1.7、Idle模式
-
Idle模式是设备的低功耗模式,其中电流消耗降到Ignd(idle),保持输出通道保持打开,满足以下条件时,将进入空闲模式:
-
IN脚被拉高
-
负载电流低于空闲模式
-
DEN脚被设置为低
-
I2t保护计算电流低于某一规定电流
-
-
Idle模式下:I2t保护、温度保护、顺序诊断不激活
6.1.8、带诊断活动模式
- DEN脚被拉高,且IL< IL(IDLE) ,从idle模式进入带诊断的活动模式,过度时间Tt(awd_idle)
- 在此状态,因为IL< IL(IDLE)并且IL(I2t_offset)没有被供电,I2t计算不启动
- 电流消耗测量GND管脚,因为VS脚的电流包括负载电流
- 过流、过温、过压都是有效的
- 此外还启用了顺序诊断,根据地址的不同,在IS管脚将会输出多个设置
6.1.9、CLS模式
- 当输入引脚输入频率为Fvin(CLS),占空比为DCvin(CLS)的信号时,驱动芯片进入CLS模式
- 容性负载开关(CLS)模式,实现对容性负载充电
- 电流消耗主要有Ignd(I2t_d)决定
6.1.10、带诊断CLS模式
- 当输入引脚输入频率为Fvin(CLS),占空比为DCvin(CLS)的信号时,并且将DEN引脚拉高,驱动芯片进入带诊断的CLS模式
- 设备计算I2t的状态Si2t
- 过流、过温、过压保护都是有效的
- 电流消耗主要有Ignd(I2t_d)决定
- 此外还启用了顺序诊断,根据地址的不同,在IS管脚将会输出多个设置
6.1.11、非活动模式
- 该模式是I2t模式到休眠模式、或者idle模式到休眠模式之间的过渡模式
- IN脚被设置为低,DEN脚被设置为低,设备就会进入非活动模式,通道关闭
- 设备进入非活动模式,设备将一直保持该模式,直到I2t状态计算值低于I2t迟滞曲线
- 电流消耗主要有Ignd(I2t_d)决定
6.1.12、故障模式
- 当设备保护或I2t保护事件发生事,立即进入故障模式,然后设备关闭
- IN = high,DEN=high时,IS脚看不到顺序诊断,
- IN = low,DEN=high时,IS脚才能看到顺序诊断,
6.2、欠压
- 电压低于Vs(uv)或Vs(uv_idle),触发欠压机制
- 如果工作在I2t、I2t带诊断、CLS、CLS带诊断、活动、无活动带诊断、活动、有活动带诊断模式下,触发欠压时,关闭输出通道,I2t计算复位
- idle模式下,电压低于Vs(uv_idle),触发欠压机制,输出通道关闭
6.3、电源电气特性
- Vs(uv) 正常模式下,电源欠压停机 2.0 2.4 2.75
- Vs(uv_idle)idle模式下,电源欠压停机 2.3 2.6 2.9
- Vs(op) 最低开始工作电压 2.2 3.1 4.1
- Vs(hys) = Vs(op) -Vs(uv) – 0.75 –
6.3.1、电源电气特性—电流
- Ivs(sleep)_85 85℃休眠带负载的电流消耗 – 0.01 0.9 ua
- Ivs(sleep)_150 150℃休眠带负载的电流消耗 – 1 27 ua
- Ignd(inac-d) 非活动带诊断模式的电流 – 1.5 2.3 mA
- Ignd(I2t_d) I2t带诊断模式的电流 – 5 7.4 mA
- Ignd(idle) idle模式下的工作电流 – 30 60 ua
转换时间:
7、电源状态
使用一个带电的N通道的mos管作为高边开关
7.1、ON模式下,输出的电阻
- 通路电阻的大小主要取决于结温的高低
- 150℃时,Y轴的值为2时,测量到Rds(ON)最大值
7.2、切换负载
7.2.1、切换电阻负载
- 当切换电阻性负载时,考虑如下图的转换时间和转换率,开关能量值与负载电阻和时间成正比
7.2.2、切换感性负载
- 当高边开关关闭感性负载,电压下降到地电位时,电感电流会持续流动
- 为了防止设备损坏,采用了钳位电压电路,将电压进行了限制
7.2.3、容性负载开关
- 通过在IN引脚上施加频率为fVIN(CLS)、占空比为DCVIN(CLS)的PWM信号进入CLS模式。
- 在此模式下,动态热关机温度降低到TJ_CLS(DYN),设备设置为自动重启。
- IN脚输入PWM信号,必须在时间Tcls内保持,完成预充功能
- 过流、过温保护启用
- 设备计算I2t的状态Si2t
- 当Vds<Vds(OLOFF),自动从CLS模式切换到ON模式-----但是数IN输入还是PWM波形
- 从CLS模式切换到ON模式,必须切换之前进行电流检测,确保输出端无短路
- 电流测量值符合预期时,可以从从CLS模式切换到ON模式;如果测量值时开路负载值或者无电流,则假设输出端存在开路负载或短路
- 此外,还可以测量输出端的外部电压来测量排除
7.3、先进的开关特性
7.3.1、反转电流
-
当Vout>Vs,电流流入电源输出晶体管,这种现象成为逆电流,如上图所示:
-
如果通道处于OFF状态,电流流过晶体二极管,产生大功率损耗,因此整体器件温度升高
-
如果通道处于ON状态,RDS(INV) 可以预期是和正常工作的RDS(ON)相同的
-
反转电流时,没有过温过载这样的保护机制
7.4、电源状态的电气特性
略
8、设备保护功能
- BTG7016A-1EPW具有过温、过流、反向电流和过压保护
- sleep模式下,过温和过流保护关闭
- idle模式下,过温保护关闭,过流保护启用
- 过温和过流保护在反向电流和反转电极下不启用,所有工作模式都具有过压保护
- 当GND和VS引脚反向供电时,反向电池保护起作用。
8.1、过温保护
- 该驱动的输出通道集成了绝对TJ(ABS) 和动态TJ(DYN) 温度保护电路
- 如果结温高于两个阈值(绝对温度和相对温度)中的任何一个,则会关闭过热的通道,以防止遭到破坏
- 结温达到下表中的再激活条件之前。通道保持关闭状态
- TJ(REF)是用于动态温度保护的参考温度
8.2、过流保护
-
BTG7016A具有过流保护,可防止过载或对地短路
-
过流阈值可以通过OCT和GND脚之间的电阻值,来调整过流阈值
-
过流阈值取决于功率DMOS管上的电压Vds
-
为了在低温环境下允许更高的负载浪涌,过流阈值在低温时最大,随着Tj的增加而减少
8.3、故障时的设备保护和诊断
任何的触发保护机制的事件都有以下2种后果:
- 通道关闭,内部锁存器置为“1”,Latch = 1
- 如果通道的顺序诊断是打开的,则由IS管脚提供故障诊断电流,如果IN = high时,Iis(fault),或者IN= low时,Iis(devoff),这两种电流显示在地址#1
如果满足下表中的再激活条件,并且DEN或IN复位,则通道可以再次被打开。此外该装置具有智能锁存器,以保护自己在故障条件下免受不必要的重复激活。
故障条件 | 关闭条件 | 重新激活条件 |
---|---|---|
过温 | 结温大于绝对过温温度,或者大于动态过温温度 | 小于绝对过温温度并且小于动态过温温度 |
过载 | 电流大于过载电流 | 设备关闭 |
8.3.1、智能锁存策略
正常情况下,当IN设为高时,通道接通,在故障情况下,输出锁存OFF,打开开关的两种方法
- 带有IN脚
- 将输入引脚IN设置为低电平,切保持低电平大于Tdelay(LR)(锁存复位时间),以解除通道的锁存,只有满足保护机制的锁存条件,通道才能允许重新启动
- 如果在锁存复位延时时间Tdelay(LR)内,输入被设置为高,则通道保持关闭,定时器Tdelay(LR)复位,定时器Tdelay(LR)在输入管脚输入为低时重新启动
- 带有DEN
- 当IN引脚为“低”时,通过向DEN引脚施加脉冲(上升沿后下降沿),可以在不等待Tdelay(LR)的情况下,强制复位内部锁存器
- 施加到DEN引脚的高电平脉冲持续时间必须大于Tden(LR),以确保内部锁存器复位。
- Tdelay(LR) = 40~100ms
- Tden(LR) = 50 ~150us
8.4、附加保护
8.4.1、反转极性保护
- 在反极性条件下,也称为反向电池,输出级被接通
- 因为ReverseON特性,限制了输出及的功耗,逻辑的每个ESD二极管都贡献总功耗。通过输出级的反向电流必然受到连接负载的限制。通过数字输入引脚的电流也必然受到外部电阻的限制
- 下图就是一个典型的应用程序,其中包含一个带有ReverseON的设备,在反极性条件下,电流流如GND管脚是激活ReverseON必须得条件,因此模块地和电源地之间必须接一个电阻:
8.4.2、过压保护
- 如果供电电压在Vs和Vbat之间,输出晶体管仍然工作并跟随输入引脚变化
- 内部具有一种钳位机制可以用于逻辑电路和输出通道之间的电压保护,检测Vs和GND引脚之间的电压
8.5、连接丢失保护
8.5.1、电源损失丢失和负载丢失
-
当负载是纯电阻时,与电池或者负载连接丢失,对设备稳健性没有影响
-
在驱动感性负载的情况下,必须处理存储在电感中的能量
8.5.2、接地丢失
- 在设备接地丢失的情况下,建议在任何数字输入引脚和微控制器之间连接一个电阻,以确保通道开关断开
9、系统保护
9.1、I2t保护
- 集成I2t保护是为了保护包括线束在内的系统功能
- I2t保护功能在I2t模式或者I2t带诊断模式激活,并且I2t状态计算也存在与非活动和带诊断的非活动中
- 为了保护系统,一旦I2t状态Si2t计算达到所选I2t保护曲线IL(I2t_x)的100%值,通道将被关闭
- I2t的状态计算以实际I2t的状态为准,如果低于I2t迟滞曲线IL(I2t-HYST)的值,则I2t计算将从初始偏移值IL(I2t_offset)开始恢复计算
- 如果高于初始偏移值IL(I2t_offset),将从实际值恢复I2t的计算
- 触发I2t保护后,如果想进入睡眠模式,I2t的状态计算必须低于I2t迟滞曲线IL(I2t-HYST)
- BTG7006有六个不同的I2t保护曲线,可以通过I2t引脚和GND引脚之间的电阻的不同来选择对于的保护曲线
- 如上图所示,当选择电阻断开或者短路时,设备选择I2t保护曲线3
9.1.1、I2t保护和空闲模式
- 在空闲模式或带诊断的活动模式下,I2t保护失效
- 当设备从空闲模式切换到I2t、带诊断的I2t模式、带诊断的活动模式、非活动模式时,I2t的状态计算的从初始偏移值IL(I2t_offset)开始恢复计算
9.1.2、I2t保护触发后智能锁存复位策略
任何触发I2t保护机制的故障,都会造成以下后果:
- 通过关闭,内部锁存器置“1”
- 继续计算I2t保护曲线
- 如果通道的诊断开启,根据顺序诊断地市和IN引脚的状态,可以在IS引脚处检测到不同的诊断电流
- 地址#1 IN=“HIGH”,提供的诊断电流显示通道关闭
- 地址#1 IN=“LOW”,提供的诊断电流显示通道由于触发I2t保护而关闭
智能锁存器可以在I2t状态计算的任何时候通过DEN或IN管脚复位,复位后通道可以再次接通,并计算I2t状态:
- 带有IN脚
- 将输入引脚IN设置为低电平,并且保持低电平持续时间大于Tdelay(LR)(锁存复位时间),以解除通道的锁存,只有满足保护机制的锁存条件,通道才能允许重新启动
- 如果在锁存复位延时时间Tdelay(LR)内,输入被设置为高,则通道保持关闭,定时器Tdelay(LR)复位,定时器Tdelay(LR)在输入管脚输入为低时重新启动
- 带有DEN
- 当IN引脚为“低”时,通过向DEN引脚施加高脉冲(下降沿后上升沿),可以在不等待Tdelay(LR)的情况下,强制复位内部锁存器
- 施加到DEN引脚的高电平脉冲持续时间必须大于Tden(LR),以确保内部锁存器复位。
9.2、系统保护的电气特性
略
10、序列诊断
- 为了进行诊断,BTS7016-1EPW在引脚IS处提供了一个感应电流信号Iis,在DEN设置为低,禁用诊断时,IS脚变为高阻抗
- 使用电流诊断时,必须在IS脚和模块地之间连接一个阻值必须大于820Ω的检测电阻Rsense,以限制检测电流中损耗功率,典型值Rsense = 1.2kΩ
- 因为IS脚和Vs脚内部之间的连接,如果其他设备供电不同,不建议将IS脚和其他设备的检测电流输出脚IS相连
10.1、序列诊断
- 在ON和OFF状态下设备区分以下功能:
- 为了按顺序步骤遍历不同的诊断地址,必须在DEN脚处施加一个时间为tsIS(SD) 的脉冲,扫描完最后一个诊断地址后,设备从第一个诊断地址重新启动,如下图:
- 必须保证低脉冲时间在tsIS(SD) 以内,以保证诊断地址的加1
- 如果DEN低电平的大于tsIS(SD_TO) ,诊断地址将被重置
- tsIS(SD)---------MIN 25us TYP 50us MAX 75us
- tsIS(SD_TO) —MIN 150us – –
10.1.1、电流检测(address#1)
-
满足以下条件时,在IS输出和负载电流成正比的电流
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地址#1并且IN = high
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在电压Vds<Vds(OLOFF)下启动诊断
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没有故障或故障锁存
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当出现故障或故障锁存,DEN为电平时,在IS引脚输出故障电流Iis(fault)
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检测电流的精度取决于负载电流,检测电流随着输出电流的线性增加,直到饱和电流Iis(SAT)
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如果负载开路时,则最大检测电流Iis(EN)
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建议IS脚和MCU的ADC输入引脚之间使用外部RC滤波器,减少信号纹波和震荡,RC滤波器最小时间常数为1us
10.1.2、OFF模式的负载(address#1)
- 当IN = low时,且选择地址#1时,设备将检测漏源极电压,并将其与OFF模式Vds(OLOFF)下的开路负载时的电压Vds进行比较。通过使用外部元件,可以检测负载是否缺失,电池是否短路
- 当检测到故障时,通道检测为关闭时,IS管脚处提供设备保护故障电流Iis(DEVOFF)或I2t保护故障电流Iis(DEVOFF)
- 优先级最高的是设备保护故障当前Iis(DEVOFF),其次是I2t保护故障当前Iis(DEVOFF),第三是OFF当前Iis中的开放负载(OLOFF),三种电流的不重叠,所以可以区分OFF模式下的开路、I2t保护触发、设备保护触发
- 在OFF诊断中,需要在输入引脚的下降边缘和is引脚处的传感之间等待一段时间tIS(OLOFF)_D,以使内部比较器稳定下来
10.1.3、I2t 设置(address#2)
- I2t保护曲线由I2t引脚上的电阻设置,设备提供了每个I2t保护曲线,在IS引脚处设置相应的感应电流Iis
- BTG7016在IS引脚提供对I2t引脚的开路和短路检测,在诊断I2t期间,将输出短路电流Iis(I2t_SHORT)或开路电流Iis(I2t_OPEN)
10.1.4、I2t状态(address#3)
- IS引脚输出和所选I2t保护曲线Si2t成正比的电流
- 当I2t保护曲线状态达到100%时,Iis(STATUS_I2t_x)等于Iis(I2t_x_100%)。
10.1.5、OCT设置(address#4)
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根据所选的OCT设置,在顺序诊断地址#4读出IS引脚输出的电流
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电阻RocT限制了诊断输出脚的最大和最小电流阈值
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BTG7016在IS引脚提供对OCT引脚的开路和短路检测,在诊断OCT设置期间,将输出短路电流Iis(Oct_SHORT)或开路电流Iis(Oct_OPEN)
10.1.6、数字电流检测(address#5)
当满足以下条件时,is引脚处提供与负载电流成正比的电流:
- 地址#5和IN = “high”
- Vds<Vds(OLOFF)时启用诊断
- 没有故障或故障锁存
10.1.7、检测验证电流(address#5)
- 为了验证当前检测路径在OFF中的功能,设备提供检测验证模式
- 在这种模式下,在独立于负载条件的当前检测引脚处提供预定义的当前IIS(VER)。
10.2、检测时间
在负载电流稳定之前,无法建立合适的信号,因此启动后SENSE稳定时间由Tsis(DIAG)定义
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