Texas Instruments LM74930-Q1理想二極管控制器是一款帶斷路器的汽車類理想二極管浪涌抑制器。 該集成電路驅(qū)動(dòng)和控制外部背靠背N溝道MOSFET，模擬理想二極管整流器以及具有過(guò)流和過(guò)壓保護(hù)功能的電源路徑開(kāi)/關(guān)控制。LM74930-Q1二極管控制器可承受并保護(hù)負(fù)載免受低至-65V負(fù)電源電壓的影響。集成式高側(cè)柵極（HGATE）控制驅(qū)動(dòng)電源路徑中的第一個(gè)MOSFET，并有助于在過(guò)流、過(guò)壓和欠壓期間斷開(kāi)負(fù)載。 DGATE驅(qū)動(dòng)第二個(gè)MOSFET以取代肖特基二極管，通過(guò)阻止從輸出到輸入的反向電流來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入反極性保護(hù)和輸出電壓保持。 LM74930-Q1二極管控制器還包括一個(gè)集成式電流檢測(cè)放大器，可通過(guò)斷路器功能提供可調(diào)節(jié)過(guò)流和短路保護(hù)。此理想二極管控制器還具有可調(diào)節(jié)過(guò)壓和欠壓保護(hù)功能，以防止電源瞬變。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments LM74930-Q1理想二極管控制器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

LM74930-Q1理想二極管控制器采用節(jié)省空間的24引腳VQFN封裝。典型應(yīng)用包括12V/24V汽車電池反接保護(hù)、工業(yè)運(yùn)輸和冗余電源ORing。該理想二極管控制器符合汽車應(yīng)用類AEC-Q1標(biāo)準(zhǔn)。

特性

• 符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)
• 環(huán)境工作溫度范圍：-40°C至125°C（設(shè)備溫度等級(jí)1）
• 4V 到 65V 的輸入電壓范圍
• 反向輸入保護(hù)低至-65V
• 在共源配置中驅(qū)動(dòng)外部背靠背N溝道MOSFET
• 理想二極管運(yùn)行，具有10.5mV A至C正向壓降調(diào)節(jié)
• 低反向檢測(cè)閾值 (-10.5mV)，快速DGATE關(guān)斷響應(yīng) (0.5μs)
• 峰值柵極 (DGATE) 導(dǎo)通電流：18mA
• 峰值DGATE關(guān)斷電流：2.6A
• 可調(diào)過(guò)流和短路保護(hù)
• 模擬電流監(jiān)控器輸出，精度為10% (IMON)
• 可調(diào)過(guò)壓和欠壓保護(hù)
• 低關(guān)斷電流：2.5μA（EN=低）
• MODE引腳允許雙向電流流動(dòng)（MODE=低）
• 采用合適的TVS二極管，符合汽車ISO7637瞬態(tài)要求
• 采用節(jié)省空間的24引腳VQFN封裝

功能框圖

應(yīng)用電路圖

德州儀器LM74930-Q1理想二極管控制器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品核心特性

LM74930-Q1是德州儀器(TI)專為汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)的高性能理想二極管控制器，集成浪涌抑制和電路保護(hù)功能，具有以下突出特性：

?電壓保護(hù)能力?：

• ?超寬工作范圍?：4V至65V輸入電壓（瞬態(tài)耐受70V）
• ?反向保護(hù)?：支持-65V反向電壓保護(hù)
• ?負(fù)載突降保護(hù)?：滿足200V非抑制負(fù)載突降保護(hù)需求

?保護(hù)功能?：

• 可調(diào)過(guò)壓/欠壓保護(hù)（OVP/UVLO）
• 可編程過(guò)流保護(hù)（5A典型值）
• 20A短路保護(hù)閾值
• 集成故障輸出指示（FLT引腳）

?能效表現(xiàn)?：

• 待機(jī)電流僅2.5μA（EN=Low時(shí)）
• 10.5mV典型正向壓降調(diào)節(jié)
• 支持雙向電流模式（通過(guò)MODE引腳配置）

二、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

1. 雙MOSFET驅(qū)動(dòng)架構(gòu)

• ?HGATE控制?：驅(qū)動(dòng)前端MOSFET實(shí)現(xiàn)負(fù)載通斷控制
• ?DGATE控制?：驅(qū)動(dòng)理想二極管MOSFET替代肖特基二極管
• ?獨(dú)立供電設(shè)計(jì)?：VS引腳單獨(dú)供電提升系統(tǒng)可靠性

2. 智能保護(hù)機(jī)制

• ?三級(jí)電流保護(hù)?：
  • 模擬電流監(jiān)控（IMON引腳）
  • 可調(diào)過(guò)流保護(hù)（通過(guò)RILIM設(shè)置）
  • 獨(dú)立短路保護(hù)（20mV固定閾值）
• ?雙重電壓保護(hù)?：
  • 電阻分壓網(wǎng)絡(luò)設(shè)置OVP/UVLO閾值
  • 37V典型過(guò)壓關(guān)斷閾值
  • 0.55V UVLO比較器閾值

三、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

1. 汽車電源保護(hù)方案

?200V非抑制負(fù)載突降保護(hù)電路?：

• 前端采用60V TVS二極管（SMBJ150A）
• 10kΩ限流電阻保護(hù)VS引腳
• 1mΩ電流檢測(cè)電阻實(shí)現(xiàn)20A短路保護(hù)

?關(guān)鍵元件選型?：

四、功能模式詳解

1. 工作狀態(tài)機(jī)

• ?關(guān)機(jī)模式?：EN<0.7V，僅消耗2.5μA電流
• ?待機(jī)模式?：電荷泵激活但未驅(qū)動(dòng)MOSFET
• ?運(yùn)行模式?：
  • 正向?qū)ǎ╒AC>177mV）
  • 反向阻斷（VAC<-10.5mV）
  • 過(guò)壓鉗位（OVCLAMP功能）

2. 保護(hù)響應(yīng)時(shí)序

五、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. PCB布局指南

• ?功率回路?：保持A/DGATE/C引腳路徑<5mm
• ?敏感信號(hào)?：
  • CS+/CS-采用開(kāi)爾文連接
  • FB走線遠(yuǎn)離SW節(jié)點(diǎn)
• ?熱設(shè)計(jì)?：
  • 使用4×0.3mm過(guò)孔陣列連接散熱焊盤(pán)
  • 推薦2oz銅厚PCB

2. 可靠性設(shè)計(jì)

• ?瞬態(tài)抑制?：
  • 輸入TVS二極管需滿足ISO7637-2標(biāo)準(zhǔn)
  • 輸出端添加100nF陶瓷電容吸收能量
• ?MOSFET選型?：
  • VGS(th)需低于11V（考慮驅(qū)動(dòng)電壓余量）
  • 導(dǎo)通電阻需保證10.5mV壓降下的電流能力