L9524C 电热塞系统控制IC

特征

外部N通道电源的四栅极驱动器

高侧配置的MOSFET：

–由PWM输出信号驱动的门

–可调栅极充放电电流

–有限的栅极至源电压

–感应负载的负夹持

–先进的径流控制

–通过发光调节功率

插头

外部继电器驱动器的控制输出

电池电压兼容双线接口

电源电压监测，停机

电池电压监测，停机

接头温度监控

关闭

通过电热塞的电流监测

过电流停机（可调阈值）

外部开关监控

电荷泵电压监测

关闭

卸载期间主动夹紧

说明

L9524C是一个控制IC，最多可发光6次柴油机插头。电热塞是由多达四个外部PWM控制的开关N通道功率mosfet或单个继电器输入高端配置。电源电压、蓄电池电压、接头温度，开关，通过辉光的电流插头和充电泵电压被监控。两线接口用于与柴油机管理系统。

电气特性

5V≤VVS；VBAT≤18V，-40°C≤TJ≤125°C，除非另有规定。电压是当电流流入引脚时，假定电流为正。

1.未经测试，由设计保证

2.数字创建的时间常数，通过扫描路径测试验证

工作模式

L9524C总共可以在6种模式下工作。通过将适当的引脚和电压如下表所示：

模式1和2用于继电器使用（称为“中继模式”），模式3至6用于晶体管使用（称为“晶体管模式”）。在中继模式下，诊断接口（DO引脚）的协议可从go/no  go协议和串行协议中选择（协议描述见“诊断输出”部分）。在晶体管模式下，诊断接口的协议是串行协议。它可以区分使用分流器监测通过电热塞的电流（称为“分流感应”）或使用功率MOSFET自身的RDS（on）（称为“晶体管感应”）。在分流感应模式下，分流器的电阻为假设在晶体管感测模式下，温度是恒定的假定功率MOSFET的RDS（on）随温度和因此，适当调整过电流监测。在晶体管模式下，有两种方法可以控制输出定时。在模式3和5中PWM控制输入信号的正时决定施加的PWM信号的正时至外部功率MOSFET（“无功率调节”）。在模式4和6中PWM控制输入信号确定通过电热塞的功率（“功率调节”）并对应用于外部功率MOSFET的PWM信号的定时进行了调整取决于电池电压（参见“功率调节”一节）。

供应

L9524C的主电源引脚是VS引脚。施加在其上的电压（VVS）为监控

如果至少在tVS fil（“欠电压”）下低于VVS uv，则关闭所有电热塞失败“），

如果至少tVS fil（“过电压”）大于VVS ov，则关闭所有电热塞失败“），

如果电热塞大于VVS ld，至少打开tVS ld（“主动夹紧卸载期间“），

如果小于VVS ol，则忽略开路负载故障。

注意：如果相应的打开条件消失，则电热塞将再次打开，除非由于卸载而打开电热塞。然后他们保持切换开启，直到VVS小于VVS ov（对于至少tVS fil）。在模式2至6中，L9524C由BAT引脚额外供电。这个辅助电源确保外部电源MOSFET在没有主电源电压的情况下关闭在VS引脚上可用。BAT引脚还用于检测蓄电池电压VBAT，以便在中进行功率调节模式4和6（见“功率调节”一节）以及检测“电池欠压故障（电池和模块之间的保险丝有缺陷），如果VBAT至少低于VBAT uv模式2至6下的tBAT fil。高于主电源电压的附加电源电压由电荷泵为连接到CP引脚的外部存储电容器充电。这个电容器主要为外部n沟道功率MOSFET的栅极供电监测泵电压VCP，如果低于VCP uv，则关闭电热塞对于至少tCP fil（“电荷泵欠压”）。之后，电热塞保持开关状态即使电荷泵电压大于VCP uv，也关闭，直到它们明确通过CI（控制输入）引脚再次打开。

控制输入

控制输入（CI）引脚被电阻拉上RCI至电源电压VVS，以便VCI=VCI关闭，电热塞默认关闭。L9524C由VCI从VCI关闭转换到VCI打开（下降沿），反之亦然（上升沿）。电压忽略持续时间短于tCI-fil的VCI水平变化。在晶体管模式（模式3至6）中，L9524C期望CI引脚处有PWM信号。每个下降沿开始测量其开启时间tCI（直到下一上升沿的时间，即该时间的长度低脉冲）及其周期TCI（到下一个下降沿的时间）。脉冲群的结束是如果在超过tCI to的时间内没有出现下降沿，并且电热塞关闭。因此，不可能用电热塞永久打开电热塞例外情况：如果第一下降沿的低电压水平大于电热塞的VCI只要这个低脉冲持续，就保持接通。

虽然在模式2（中继模式，串行诊断接口协议）中，继电器应该永久切换的L9524C也期望在CI引脚上有一个PWM信号，因为串行诊断接口协议由CI信号的下降沿同步（参见第节“诊断输出”）。如果关闭时间（介于由于继电器输出，PWM信号的上升沿和下降沿）小于tIO sup抑制短于tIO-sup的脉冲（见“继电器输出”一节）。出于同样的原因如果PWM信号小于tIO sup。在所有其他情况下，继电器根据CI引脚处的PWM信号。

在模式1（中继模式，通过/不通过诊断接口协议）中，无需通过/不通过协议。因此，如果VCI=VCI打开且继电器关闭，则继电器接通如果VCI=VCI关闭

诊断输出

L9524C（DO引脚）的诊断输出级由电流限制低压侧组成开关和一个上拉电阻RDO到VS引脚。逻辑低信号VDOL的电压电平由低压侧开关的压降和逻辑高信号的电压电平给出等于VVS。L9524C能够检测以下故障（参见“电源”、“电流”部分监控”和“交换机监控”）：

打开负载（6个电热塞），

过电流（6个电热塞，在断电前储存），

任何道岔有缺陷（4个道岔），

电源电压（VVS）过低（“欠压”），

电源电压（VVS）过高（“过电压”），

结温（TJ）过高，

电荷泵电压（VCP）过低（“电荷泵欠压”），以及电池电压（VBAT）过低（“电池欠压”）

以便报告柴油机发生上述任何故障

管理系统L9524C提供两种协议：模式1的go/no go协议和模式2至6的串行协议。go/no go协议仅能在发生上述任何故障时报告。这个根据下表进行：

过电流故障一直存储到断电。串行协议能够报告不同类型的故障并将它们分配给相应的电热塞。因此，发生的故障被写入内部8位故障寄存器：

1.过电流故障一直存储到断电

2.如果蓄电池电压过低（“蓄电池电压过低”），则第7位和第8位为高电平

位1至6分配给电热塞。根据位7，它们显示开路负载（位7是低）或过电流故障（位7为高）。位8显示是否存在列出的任何故障（“模块故障”）。如果电池欠压故障，位7和8为高电平只要没有存储过电流故障，其他位都是低的。对于传输故障寄存器的内容，应用于CI引脚的PWM信号为用作时钟输入：在CI信号的任何下降沿（见“控制输入”一节），DOpin显示tDO del后位流的下一位的值。

每个传输帧由一个起始分隔符（一个低位）后跟8位组成从位1开始的失败寄存器。在结束分隔符（一个高位）之后诊断输出级处于非活动状态，并被电阻拉至VVS。L9524C在CI信号的第一下降沿开始发送第一帧上电后。因为此时故障寄存器的内容清除了前9位（起始分隔符后跟8位故障寄存器的内容），它们是传输总是很低。L9524C每隔32次传输一次帧CI信号的边缘。仅在诊断输出级未激活时（即。在两个帧的传输之间）可以写入失败寄存器的内容。

电流监测

L9524C能够通过测量电压来监测通过6个电热塞的电流感应电阻下降。因此，有4个正感应输入引脚（SP1，SP2，SP3、SP4）和6个负感应输入引脚（SN1、SN2、SN3、SN4、SN5、SN6）。感觉必须根据下表将输入引脚连接至感应电阻器：

在继电器模式（模式1和模式2）中，由于只有继电器。在晶体管模式（模式3至6）中，电热塞5通过晶体管2和带晶体管4的电热塞6。因此只有4个正感应输入引脚必要的。如果传感电阻器上的电压降小于ΔVOL，至少在开路负载下只要VVS>VVS ol，就会检测到故障。如果大于ΔVOC（定义见下文）至少对于tOC fil，检测到过电流故障并切换相应的开关关闭并保持关闭直到断电。过电流故障阈值ΔVOC可根据施加在OCT引脚上的电压而变化（参见“过电流阈值”一节变更”）。在模式1到4中，过电流阈值相对于温度是恒定的（TCOC=0）。但在模式5和6中，过电流阈值随温度ϑ用于补偿外部功率MOSFET用作以下模式中的感测电阻：方程式1

ΔVOC=ΔVOC 0（1+tOC（ϑ+40°C）

道岔监测

L9524C监测电热塞之间的电压（使用负感应输入引脚SN1、SN2、SN3和SN4），用于检测相应的开关是否正常工作。如果开关打开，但在相应的对于至少tSD fil，电热塞小于VSD，或者如果它关闭，但电压至少对于tSD fil，电热塞大于VSD。

热关机

如果接头温度高于TJSD，则关闭所有电热塞。他们如果结温低于TJSD，则再次接通。

闸门驱动器

L9524C包含四个用于外部n沟道功率MOSFET输入的栅极驱动器（Gx引脚）高端配置。每个门驱动器通过充电和用恒定电流（IG on或IG）放电外部功率MOSFET的栅极关闭）。为了调整斜率，可以使用CUR引脚改变这些电流（见“门”一节充电/放电电流变化”）。充电电流源由外部提供电容器连接到电荷泵输出（CP）引脚。栅源电压为内部有限且无电源电压（VVS）的闸门和外部电源功率MOSFET短路。在感应负载的自由转动过程中，外部功率MOSFET的门是结果，功率MOSFET变得导电，能量进入感应负载通过功率MOSFET循环。

继电器输出

在继电器模式（模式1和2）中，IO引脚用作输出引脚，以控制外部继电器驱动器（例如驱动继电器的低压侧开关）。如果IO引脚的输出级是打开它就像一个输出电阻RIO的电压源（VIO）。如果它被切换关闭下拉电流源被激活（IIO）。继电器输出抑制脉冲变短通过适当的脉宽调制，继电器可以永久性地切换“输入信号”一节。在晶体管模式（模式3到6）中，IO引脚用作输入引脚。左开它被拉下来了接地，功率调节功能（参见“功率调节”一节）被激活（VIO<VIO pr）。要停用功率调节功能，必须连接IO引脚CUR pin（VIO=VCUR>VIO pr）。

栅极充放电电流变化

CUR引脚提供恒定电流限制输出电压VCUR。门电荷（或放电）电流是从电流管脚流出的电流的倍数，因此通过在电流管脚上加一个电阻来改变。为了选择操作模式，可以连接IO引脚和/或MS引脚CUR引脚（见“模式”一节）。IO引脚包含一个下拉电流源和MS引脚包含上拉电流源。如果为了不影响栅极，将相应的引脚连接到CUR引脚上充电/放电电流。

过电流阈值变化

通过将OCT引脚连接到外部，可以改变过电流阈值ΔVOC电流管脚和接地之间的电阻分压器。如果OCT销保持打开状态，则会拉动它电流源的内部电源电压和默认值用于过电流阈值。此默认值对应于条件：VOCT=VCUR/6。在为了不使分压器失谐，当打开任何电热塞。

高级径流控制

在晶体管模式（模式3至6）中，电热塞由高级径流开关切换控制。目标是尽量减少负载电流的变化。因此，PWM信号应用于电热塞的是彼此相移。有5步启动切换序列开始时的过程。在步骤1中电热塞设置为固定值tdel。因此，所有电热塞在PWM控制输入信号（CI）的第一个周期和被加热的时间相当同步。在启动过程中，相移变为等于接通时间1的值电热塞。因此，在启动程序完成后，电热塞将依次打开另一种是使负载电流变化最小。

输出定时

在晶体管模式（模式3至6）中，关闭一个电热塞之间存在延迟tgap打开下一个以避免重叠。此外，在在所有模式下，斜率（即在切换后的时间段tsup）被抑制。

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