ST: 8-Kanal-Gate-Treiber für 48-V-Systeme

Blockdiagramm des achtkanaligen Gate-Treibers L98GD8E für 48-V-Systeme. © ST

Laut STMicroelectronics ist der L98GD8E der einzige 48-V-Pre-Driver für die Automobilindustrie, der die Konformität mit der Norm ISO 21780 für 48-V-Bordnetze mit acht Kanälen für die Ansteuerung von High-Side- und Low-Side-MOSFETs kombiniert und eine zulässige absolute Höchstversorgungsspannung (VPS AMR) von 75 V aufweist.

Die acht Ausgänge des Bausteins sind unabhängig voneinander konfigurierbar, um externe High-Side-N-Kanal- und P-Kanal- oder Low-Side-N-Kanal-MOSFETs anzusteuern. Dadurch ist eine flexible Handhabung von Lasten in einer Vielzahl von Konfigurationen möglich. Ein IC kann bis zu zwei H-Brücken in Gleichstrommotorantrieben steuern, mehrere Relais verwalten sowie ohmsche oder kapazitive Lasten handhaben und eine Peak-&-Hold-Steuerung für kleine Ventile bereitstellen. Kanal 6 eignet sich besonders gut für das Ansteuern sicherheitsrelevanter Lasten, die einen dedizierten Freigabepin erfordern.

Typische Anwendungen für den L98GD8E sind Mild-Hybrid-Systeme, beispielsweise für den Antriebsstrang und die Energierückgewinnung, sowie Hilfssysteme, etwa E-Kompressoren und integrierte Startergeneratoren. Durch seine Fähigkeit, mehrere Lasten anzusteuern, vereinfacht er die Nutzung des 48-V-Stromnetzes. So lässt sich die Leistungsabgabe erhöhen, die Energieeffizienz steigern und Gewicht durch Reduzierung der Verdrahtung und der Nennströme der Steckverbinder einsparen.

Der L98GD8E erleichtert die Einhaltung der für elektrische Fahrzeugsysteme geltenden EMV-Vorschriften, indem er eine Steuerung der MOSFET-Anstiegsgeschwindigkeit sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten ermöglicht. Darüber hinaus tragen fortschrittliche Diagnosefunktionen dazu bei, die hohen Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. Sie schützen Lasten und erkennen Fehler wie Kurzschluss gegen Masse, Kurzschluss gegen Batterie und Lastunterbrechung sowohl im EIN- als auch im AUS-Zustand. Zwei integrierte 10-Bit-ADCs überwachen die Batteriespannung und die Gerätetemperatur und ermöglichen so eine dynamische und automatische Kompensation der Überstromschwelle zur Anpassung an alle Betriebsbedingungen.

Der L98GD8E ist mit 3,3-V- und 5-V-Logik kompatibel und bietet eine schnelle SPI-Schnittstelle zur Konfiguration des ICs und zur Weitergabe von Diagnosesignalen. Neben der Anzeige externer Fehler umfasst die Diagnose einen integrierten Selbsttest (BIST), eine Hardware-Selbstprüfung (HWSC) der internen Überspannungserkennungsschaltung und einen Watchdog-Timer zur Kommunikationsprüfung (CC). Über die SPI-Schnittstelle kann zudem auf die Messwerte für Batterie- und Chip-Temperatur zugegriffen werden. Zwei Disable-Pins ermöglichen eine doppelt redundante Schnellabschaltung und erhöhen somit die Systemsicherheit.

Der L98GD8E ist ab sofort in einem 10 x 10 mm² großen TQFP64-Gehäuse erhältlich. (jr)

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