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POWER 11 - GIUGNO/LUGLIO 2016
AUTOMOTIVE
radiatore e un semplice motore. Il pre-driver è alloggiato in un package
QFN32 di dimensioni pari a 5mm x 5mm x 0,9mm. Un MOSFET adat-
to può essere NID9N05CL, un dispositivo da 9,0A e 52V, che permette il
controllo a livello logico del gate ed è dotato di un diodo di aggancio e di
protezione contro le scariche elettrostatiche (ESD). È richiesto un numero
ridotto di resistori e di condensatori, fatto questo che consente di ottenere
dimensioni più compatte e un’altezza inferiore rispetto a un sistema analo-
go realizzato tramite relè. Inoltre, il rumore del relè risulta eliminato. Con
un dissipatore idoneo è possibile gestire la temperatura di giunzione dei
MOSFET per assicurare l’affidabilità almeno per il tempo di vita previsto
per il veicolo.
Il controllo del MOSFET e la raccolta di informazioni relative ai guasti
del carico vengono effettuati con l’aiuto dei terminali GATx e DRNx del
pre-driver; in seguito i dati sono ritrasmessi al microcontrollore attraverso
la porta di comunicazione SPI e l’uscita di segnalazione di errore (FLTB).
Il pre-driver è in grado di rilevare guasti prodotti da cortocircuito verso la
batteria o verso massa per ciascuno dei carichi. Il dispositivo è in grado di
monitorare anche l’alimentazione a batteria, individuando livelli anormali
per proteggere i carichi. Sono disponibili funzionalità aggiuntive come la
ripetizione automatica (auto-retry) e la carica rapida, che possono essere
abilitate attraverso una connessione SPI in base ai requisiti del carico ester-
no. Questi sono alcuni esempi delle funzioni diagnostiche e di protezione,
che la soluzione pre-driver può offrire e che non sono disponibili con un
relè convenzionale.
Per ottimizzare i vantaggi di questa combinazione di pre-driver e di MO-
SFET, i progettisti devono prestare attenzione a numerosi aspetti, quali la
configurazione della protezione dai guasti e i parametri per la diagnostica,
la scelta del MOSFET adatto in base alle condizioni reali del carico, e il cal-
colo del calore dissipato dal MOSFET per assicurare una gestione termica
appropriata.
Individuazione e cattura dei guasti
Ciascun canale del componente NCV7518 possiede funzioni indipendenti
per la diagnostica dei guasti, ed è in grado di individuare guasti da corto-
circuito sul carico quando il canale è attivo, e guasti da cortocircuito verso
massa o da circuito aperto sul carico quando il canale è spento. Ciò consen-
te di usare il driver con diversi tipi di carico, come quelli di tipo induttivo o
resistivo nonché di soddisfare le specifiche di diversi standard nazionali sui
test ambientali per l’elettronica, usati in applicazioni automotive.
Ciascun tipo di guasto è codificato in modo unico con tre bit per dato di
guasto sul canale. Questa codifica a tre bit consente di assegnate una prio-
rità ai guasti, di modo che i dati relativi ai guasti più gravi siano disponibili
alla lettura successiva sull’interfaccia SPI. Di conseguenza, i dati sui guasti
da cortocircuito al carico hanno la massima priorità, seguiti dai dati sui
guasti da cortocircuito verso massa e dai dati sui guasti da circuito aperto
sul carico. L’ingresso di retroazione DRNx per ciascun canale confronta
la tensione presente sul drain del MOSFET esterno del canale con diverse
tensioni interne di riferimento. Le soglie di rilevazione di un cortocircuito
al carico sono programmate attraverso un’interfaccia SPI, e per distingue-
re i tre tipi di guasto sono usati riferimenti separati. Per consentire la sta-
bilizzazione delle transizioni degli stati in uscita e per la soppressione dei
disturbi, vengono usati dei temporizzatori rispettivamente per le funzioni
di soppressione e di filtraggio.