NCV68261 介绍:
NCV68261是一款反极性保护和理想二极体NMOS控制器,具有可选的高端开关功能,旨在作为功率整流二极体和机械功率开关的更低损耗和更低正向电压的替代品。此控制器与一个或两个N通道MOSFET配合运行,以实现低功耗,并根据Source to Drain差分电压极性来控制外部NMOS的开启或关闭行为状态。根据汲极引脚连接,理想二极体和高端开关应用都可以在两种不同的模式下运作。当汲极接脚连接到负载时,应用处于理想二极体模式,而当汲极引脚连接到接地时,应用仅处于反极性保护模式。
特色:
- 工作电压最高达 32 V
- 可承受最高60 V瞬间抛负载脉冲电压
- 可承受−40 V瞬间电压
- 过压保护在 VIN = 35.6 V(典型值)时断开负载与电池的连接
- 3.3 V逻辑准位启用功能
- 理想二极体功能,防止反向电流(从输出到输入)
- 反接保护(RPP)功能,负电压供电保护
- 具有理想二极体的高端开关
- 具有反极性保护的高端开关
- 用于汽车和其他应用,需要单向的供电和控制变更要求并通过1级AEC−Q100认证
方块图:
图片引用onsemi原厂规格书资讯: (NCV68261 - Ideal Diode and High Side Switch NMOS Driver (onsemi.com))
配合外部电路,电源从IN及GND pin进来,在references方块内电源准位转换提供正负电源供系统所有功能电路使用,透过OVLO方块进行过电压侦测,透过UVLO方块进行欠电压侦测,透过Input/Drain方块进行压差准位侦测来决定是否开启或关断外部MOS,Logic功能方块依OVLO/UVLO/Input/Drain方块资讯整合后来控制OSC+CP功能方块来控制自激振荡及充电泵的动作与否,以完成开启或关断外部MOS作动行为。
IC脚位:
图片引用onsemi原厂规格书资讯: (NCV68261 - Ideal Diode and High Side Switch NMOS Driver (onsemi.com))
Pin 1 S_对接外部NMOS Source脚位
Pin 2 G_对接外部NMOS Gate脚位
Pin 3 D_对接外部NMOS Drain脚位或接GND以进行电源逆接保护
Pin 4 IN_对接外部电源输入供电正接点
Pin 5 Gnd_对接外部电源输入供电负接点
Pin 6 EN_对接外部控制信号,以决定IC是否作动
应用方式:
图1:理想二极体应用参考线路
图2:高端开关兼理想二极体应用参考线路
图片引用onsemi原厂规格书资讯: (NCV68261 - Ideal Diode and High Side Switch NMOS Driver (onsemi.com))
图1应用方式图说明:适用在非经常性连结供电端且负载线路需长时间或永远连结的线路应用,当连接电源时,若供电电源准位高于负载端,电源会先经外部MOS的内建二极体供电,而NCV86261会侦测到VS电压准位高于VD电压准位的正常配接准位状态,之后当接获使用者致能EN脚位时,会启动内部充电泵功能线路来开启外部NMOS以达到供电回路最小损耗目的。
图2应用方式图说明:适用在非经常性连结供电端且负载线路需长时间或永远连结的线路并于接收到使用者致能EN脚位时才能供电的应用,当连接电源时,若供电电源准位高于负载端,NCV86261会侦测到VS电压准位高于VD电压准位的正常配接准位状态,之后当接获使用者致能EN脚位时,会启动内部充电泵功能线路来开启外部NMOS以达到供电回路最小损耗目的。
图1与图2主要差异再于图2能完全阻隔两边系统连结,而图1在正常使用条件下,就算EN脚位未致能,电源端电源依然后经MOS内内部二极体供电到负载端。
图3:电源逆接保护兼理想二极体应用参考线路
图4:电源逆接保护兼高端开关兼理想二极体应用参考线路
图片引用onsemi原厂规格书资讯:(NCV68261 - Ideal Diode and High Side Switch NMOS Driver (onsemi.com))
图3应用方式图说明:适用在非经常性连结供电端且负载线路需长时间或永远连结的线路应用,当正常连接电源时,行为会类似图1,但若是电源逆接时,NCV68261会侦测到VD电压准位高于VS电压准位,在此情况下,无论使用者是否致能EN脚位,NCV68261都不会启动内部充电泵功能线路且不会开启外部MOS以达到逆接保护功能。
图4应用方式图说明:适用在非经常性连结供电端且负载线路需长时间或永远连结的线路并于接收到使用者致能EN脚位时才能供电的应用,当正常连接电源时,行为会类似图2,但若是电源逆接时,NCV68261会侦测到VD电压准位高于VS电压准位,在此情况下,无论使用者是否致能EN脚位,NCV68261都不会启动内部充电泵功能线路且不会开启外部MOS以达到逆接保护功能。
展示版:
图片引用onsemi原厂规格书资讯: (https://www.onsemi.com/download/eval-board-test-procedure/pdf/ncv68261mtwaitbg-gevb_test_procedure.pdf)
展示版测试必要的设备:
1x 电源供应器,电压最高 50 V,电流最大 5 A,或根据连接到应用的外部负载而定
1x 5 V 电源用于启动功能(可选)
2x 直流电压表,可测量高达 50 V 的直流电压M,用于监测压入及输出电压准位
1x 任意函数产生器(可选)
1x 示波器(选购)
测试程序:
- 如图 1 所示连接测试装置。
- 将 Vin 电源设定为 -18 V 至 45 V 之间的任意值,但不超过装置的最大额定值。
- 透过跳线 J7 选择所需的保护模式,仅理想二极体或反极性保护。
- 打开 Vin 电源。
- 将跳线 J11 连接到 Vin 或对 EN 接脚施加外部电压来开启装置。
- 测量电路中所需的电压或电流。
- 关闭连接到设备的电源。
- 测试结束。
测试波形:
图片引用onsemi原厂规格书资讯:(NCV68261 - Ideal Diode and High Side Switch NMOS Driver (onsemi.com))
波形行为说明:(此波形采用前述图2线路)
当Vin输入11V且EN为High时,Gate会输出约22V,此时输出电压接近11V。
当Vin输入0V且EN为High时,Gate会输出约-2V,此时输出电压随负载抽载情况往下掉。
图片引用onsemi原厂规格书资讯:(NCV68261 - Ideal Diode and High Side Switch NMOS Driver (onsemi.com))
波形行为说明:(此波形采用前述图4线路)
当Vin输入11V且EN为High时,Gate会输出约20V,此时输出电压接近11V。
当Vin输入-18V且EN为High时,Gate会输出约-20V,此时输出电压为0V。
展示板线路图:
图片引用onsemi原厂规格书资讯: (BDC-OutJob_Template (onsemi.com))
结语:
NCV68261 是一款反极性保护和理想二极体兼具的NMOS控制器,具有可选的高端开关功能,旨在作为功率整流二极体和机械功率开关的更低损耗和更低顺向电压替代品。此控制器与一个或两个N通道MOSFET配合运作。这些应用提供了对反向电流和负电源的保护。该元件还整合了欠压和过压锁定功能以及用于关闭控制器以实现最小电流消耗的启用引脚。此装置适用于恶劣的汽车环境。
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