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VNI8200XP是一个单片8通道驱动器

2023-06-08 01:18:00

VNI8200XP是一个单片8通道驱动器,具有非常低的电源电流,集成SPI接口和高效的100毫安微功率降压开关稳压器峰值电流控制回路模式。该集成电路采用STMicroelectronics™VIPower™技术实现,旨在驱动一侧接地的任何类型的负载。
有源通道电流限制结合热关机,独立于每个通道,并自动重启,保护设备免受过载。
附加嵌入式功能包括:接地断开时自动关闭设备输出的接地保护丢失、带滞后的欠压关机、有效电源电压范围识别的电源良好诊断、立即电源输出开/关的输出启用功能,以及可编程看门狗功能,用于单片机的安全操作;外壳过热保护,用于控制IC外壳温度。
该设备嵌入一个四线SPI串行外围设备,具有可选的8位或16位操作;通过一个选择管脚,该设备还可以使用并行接口操作。
8位和16位SPI操作都与菊花链连接兼容。
SPI接口允许通过启用或禁用每个信道(16位格式)来命令输出驱动程序,该信道具有用于通信稳健性的奇偶校验控制。它还允许监控IC的状态,信号功率良好,各通道超温状态,IC温度预警检测。
内置热关机保护芯片免受过热和短路的影响。在过载情况下,当集成电路温度降低到由温度滞后确定的阈值以下时,通道自动关闭并再次打开,从而控制结温。如果这种情况使外壳温度达到外壳温度极限,当外壳和接头温度降低到其自身的复位阈值以下时,TCSD、过载通道被关闭并非同时重新启动。如果是热重置,则加载的通道在结温重置事件发生之前不会打开。非过载信道继续正常工作。壳体温度高于TCSD是通过TWARN排水口销报告的。
如果发生以下事件之一,内部电路将提供一个非锁定公共故障指示器报告:通道过热、奇偶校验失败。电源良好诊断警告控制器电源电压低于固定阈值。
看门狗功能用于检测主机控制器的软件故障的发生。看门狗电路在内部看门狗定时器到期时产生内部复位。可通过在WD引脚上施加负脉冲来实现看门狗定时器重置。看门狗功能可由WD_EN专用引脚禁用。该引脚还允许编程范围广泛的看门狗计时。
内部LED矩阵驱动器电路(4行,2列)允许检测单个输出的状态。集成降压稳压器为内部LED矩阵驱动器和逻辑输出缓冲器提供电源电压,如果应用需要隔离,则可用于为外部光耦合器供电。由于具有峰值电流控制回路的逐脉冲电流限制,调节器可防止短路或过载。

反极性保护
可使用两种不同的解决方案在船上实施反极性保护:
1. 在IC接地引脚和负载接地之间放置电阻器(RGND)
2. 在IC接地引脚和负载接地之间放置一个二极管
如果选择了选项1,则必须根据以下公式选择最小电阻值:
RGND≥VCC/IGND,其中IGND是直流反向接地引脚电流,可在本数据表中找到。
RGND消耗的功率(当VCC<0时:在极性相反的情况下)为:
PD=(VCC)2/RGND
如果选择了选项2,则必须通过考虑VRRM>| VCC |及其功率耗散能力来选择二极管:

串行数据输入(SDI)
如果SEL2=H,则该引脚是串行控制帧的输入。在CLK上升沿上读取SDI,因此,微控制器必须在CLK下降沿期间改变SDI状态。
在SS下降沿之后,SDI等于控制帧的最高有效位。
串行数据输出(SDO)
如果SEL2=H,则该引脚是串行故障帧的输出。在CLK下降沿上更新SDO,因此,微控制器必须在CLK上升沿期间读取SDO状态。
当SS信号高时,SDO引脚是三态的,它等于SS下降沿后故障帧的最高有效位。
串行数据时钟(CLK)
如果SEL2=H,则CLK线是串行数据采样的输入时钟。在CLK上升沿上,SDI输入由IC采样,SDO输出由主微控制器采样。在CLK下降沿上,SDI和SDO线都更新到帧的下一位,从最重要的到不重要的。当SS信号高,未选择从机时,微控制器应驱动CLK低(MCU SPI端口的设置为CPHA=0和CPOL=0)。
别针功能描述
如果SEL2=H,则从机选择(SS)信号用于启用VNI8200XP串行通信移位寄存器;数据通过SDI pin刷新并从
SDO引脚仅在SS引脚低时。在SS引脚下降沿上,移位寄存器(包含故障条件)被冻结,因此电源开关状态的任何变化为
锁定,直到下一个SS下降沿事件和SDO输出启用。在SS pin上升沿事件中,对SPI移位寄存器上存在的8/16位进行评估,并根据该帧驱动输出。如果超过8/16位(取决于SPI设置)在内部刷新,则仅对最后8/16位进行评估;其他位在故障条件位之后从SDO管脚中刷新;这样,在菊花链配置中也可以进行正确的通信。

位选择(SEL1)
如果SEL2=H,则SEL1用于选择两种可能的SPI配置:8位SPI模式(SEL1=L)和16位SPI模式(SEL1=H)。8/16位SPI操作如下所述。
输出启用(输出)
如果SEL2=H,则OUT_EN pin提供了同时禁用所有输出的快速方法。当OUT_EN引脚被驱动至低电平至少TRES时,当SPI寄存器中的故障条件被锁定时,输出被禁用。要启用输出,应提升输出引脚,并通过SPI接口重新编程IC。由于故障条件被锁定在集成电路内部,并且SPI接口也可以工作,而OUT_EN pin被低驱动,SPI可用于检测故障条件是否发生在复位事件之前。
在一个TSU周期后,设备可以正常运行。输出引脚是在发生故障时禁用所有输出的最快方式。

IC警告箱温度检测
TWARN引脚是一个低开漏输出。如果IC外壳温度超过TCSD,则激活该引脚。根据PCB热设计和RthJC值,此功能允许对PCB过热情况发出警告。
TWARN位也可以通过SPI获得。此位未锁定:TWARN引脚仅在外壳超温状态激活(TC>TCSD)时处于低位,并在该状态消除(TC<TCR)时释放。
故障指示
故障引脚是一个开漏激活低故障指示引脚。此引脚由以下一个或多个条件激活:
通道超温(OVT)
当至少一个通道处于结温过高时,此引脚被激活。
与SPI故障检测位不同,此信号未被锁定:仅当故障状态为激活状态时,故障管脚处于低位,并且在输入驱动信号为关闭或OVT保护状态被移除后释放。如果通道温度降低到阈值以下,而外壳温度没有
超过TCSD或低于TCR。这意味着,仅当结超温激活(TJ>TTSD)时,故障引脚才低,并且在该情况消除后释放(TJ<TR和TC<TCR)。
奇偶校验失败
当使用SPI模式(SEL2=H)时,如果传入SPI帧的奇偶校验故障是
检测或计数,CLK上升沿相差8倍,故障引脚保持低位。当计数的CLK上升沿是8的倍数且奇偶校验有效时
故障引脚保持在高位。
功率良好(PG)
PG端子是一个开路漏极,它指示电源电压的状态。什么时候?
VCC电源电压达到Vsth1阈值,PG进入高阻抗状态。当VCC低于Vsth2阈值时,它进入低阻抗状态。
在16位SPI模式下,PG位也可用。当电源良好诊断激活时,该位设置为高,否则清除。

可编程看门狗计数器复位(WD)
如果SEL2=H,则VNI8200XP嵌入一个看门狗计数器,该计数器必须在WD管脚上的负脉冲到期前擦除。如果WD计数器消失,VNI8200XP进入内部复位状态,所有输出都被禁用;要重新启动正常操作,必须对WD引脚施加负脉冲。
看门狗启用/禁用引脚应通过外部分频器连接至VREG。

降压开关调节器
该集成电路嵌入了一个高效率的100毫安微功率降压开关稳压器。调节器有短路或过载保护。通过电流环控制,在正常运行时获得逐脉冲限流调节。
连接到VREG引脚的低ESR输出电容器有助于限制调节电压纹波;最好使用低ESR(小于10 mΩ)电容器。控制回路引脚FB允许调节3.3V电压,将其直接连接至VREG,或通过分压器Rl/Rfbl将其连接至5V。通过将反馈管脚连接到DCVDD管脚,可以关闭DC-DC转换器。在某些应用中,可以在外部提供5 V或3.3 V电压,或者在同一块电路板内有两个或多个VNI8200XP的情况下,可以仅在一个设备上配置DC-DC转换器,也可以为其他IC供电。
如果调整DC-DC转换器以提供3.3 V调节,并且使用VDC_-out为外部负载而不是设备供电,则必须在VDC_-out引脚上连接33 kΩ电阻器。


驱动器通道温度看门狗输出引脚

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