大电流、高集成、小尺寸,纳芯微发布NSD7308系列H桥有刷电机驱动

2026-10-22 08:36:58
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AIME

问财摘要

1、随着汽车电机及电磁阀功能的丰富,大电流驱动需求增长,传统分立方案存在器件多、调试复杂等问题。 2、NSD7308系列H桥直流有刷电机驱动具有40V耐压、12A峰值输出电流,内部MOS导通电阻低至84mΩ,提供全面的诊断与保护功能,适用于车身电子、发动机ECU阀门等场景。 3、NSD7308系列具备更优的温升表现和更强的PWM带载能力,可帮助客户简化硬件设计、提升可靠性并降低BOM成本。
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随着汽车车身、底盘、发动机和智能终端中的电机及电磁阀功能不断丰富,系统对大电流驱动的需求日益增长,这对H桥直流有刷电机驱动提出了新的挑战:传统 “预驱+外置MOS” 的分立方案不仅器件多、PCB占用面积大,而且在狭小空间内实现大电流驱动时容易出现各类问题,系统调试复杂、故障定位困难,制约了整机模块的小型化与可靠性提升。

NSD7308系列具备40V耐压、12A峰值输出电流,内部MOS导通电阻低至84mΩ (HS+LS),输出压摆率(Slew Rate)和输出电流阈值(Itrip)均可配置,并内置电流采样,提供全面的诊断与保护功能,包括开路/短路诊断、过流、过温、欠压和过压保护。该系列提供硬件输入和SPI输入两种版本,无论是大电流带载能力、紧凑的尺寸,还是完备故障诊断能力,均表现出色,可帮助客户简化硬件设计、提升可靠性并降低BOM成本。

NSD7308系列提供车规和工规两种版本,车规版本满足AEC Q100 Grade 1标准,可广泛适用于车身电子中的有刷电机、发动机ECU阀门、空气悬架CDC等应用场景。工规版本适用于智能电器、电动工具、自动升降桌、清洗机器人等多元化智能终端设备。

大电流驱动,具备强大带载能力

NSD7308上下管总导通电阻仅为84mΩ,峰值输出电流可达12A,可替代传统“预驱+外置MOS”的分立方案,直接驱动中大功率的有刷电机及电磁阀等负载。

实际对比测试表明,相较于国产同类产品,NSD7308在常温及85℃环温下均具备更优的温升表现,在高温环境下拥有更强的PWM带载能力;同时,无论直流还是PWM工况下,NSD7308的OCP触发电流阈值显著更高,展现出更强的冲击电流承载能力,为复杂负载工况下的稳定运行提供有力保障。

1. 常温下直流带载温升测试:Ta=25℃ (PH/EN mode, IN1/IN2=1/1, VM=13.5V),带载后待IC温度稳定30分钟以上,使用测温枪进行IC表面温度测量。如下图示,温升明显优于国产友商的同类产品。

图1 常温下直流带载5.5A的芯片温升对比

2. 85°C环温下直流带载温升测试:Ta=85℃ (PH/EN mode, IN1/IN2=1/0, VM=13.5V),带载后待IC温度稳定30分钟以上,使用测温枪进行IC表面温度测量。如下图示,温升优于国产友商的同类产品。

图2 85°C环温下直流带载4A的芯片温升对比

3. 85°C环温下最大PWM带载能力测试:Ta=85℃, PWM mode (10kHz PWM, 负载1ohm+1mH, VM=13.5V),如下图示,最大PWM带载电流能力优于国产友商的同类产品。

图3 85°C环温下最大PWM带载电流对比

4. 不触发OCP的最大冲击电流测试:Ta=25℃ (15kHz PWM, 负载 2mH+1Ω, VM=25V),如下图所示,不论是DC负载还是PWM带载,OCP过流阈值都大幅高于国产友商的同类产品。

图4 不触发OCP的最大DC冲击电流对比

(图中:紫色为IPROPI电压,绿色为负载电流,蓝色为OUT1电压,黄色为OUT2电压)

图5 不触发OCP的最大PWM冲击电流对比

(图中:紫色为IPROPI电压,绿色为负载电流,蓝色为OUT1电压,黄色为OUT2电压)

内部集成电流采样和电流调节功能,

减少系统面积和成本

NSD7308集成电流采样功能,无需外部采样电阻和电流运放即可实现电流检测。结合VQFN14倒装封装技术,NSD7308可实现3M(MMM)m*4.5mm的超小封装尺寸,特别适用于紧凑空间。

NSD7308可通过IPROPI管脚,按比例输出内部MOS管的正向导通电流(即从Drain到Source的电流)。在H-Bridge模式下,IPROPI输出对应两个下管MOS电流之和的比例信号,即(ILS1+ILS2)/AIPROPI;在半桥(Half-Bridge)模式下,IPROPI输出对应两个上管MOS电流之和的比例信号,即(IHS1+IHS2)/AIPROPI。

此外,NSD7308还集成了电流调节功能,且电流调节阈值Itrip可配置。当负载电流超过设定的Itrip阈值时,芯片会自动执行电流调节功能,抑制电机启动或堵转等工况下的过大电流,降低芯片过热风险;同时,该功能也可用于负载电流及扭矩的精确控制。

支持多工况负载状态诊断,精准定位故障

NSD7308支持输出端负载状态诊断,可在电机启动前或运行过程中及时发现异常,提升系统可靠性。芯片支持两种检测模式:待机模式下的负载检测(OLP)和工作模式下的负载开路检测(OLA)。

待机模式下的负载检测(OLP)

芯片通过配置输入引脚状态,依次使能内部上拉和下拉电阻,测量OUTx端电压,并与内部比较器的电压阈值进行比较,从而检测诊断以下异常:

输出端对电源VM或者地GND短路(阻值<100Ω)

全桥负载或半桥低边负载开路(阻值>2kΩ)

半桥高边负载开路(阻值>10kΩ)

工作模式下的负载开路检测(OLA)

支持高边续流和低边续流两种工况,可根据不同的驱动模式和负载连接方式进行实时开路检测:

全桥模式(Full-Bridge): 芯片通过检测死区时间内低边续流MOS管体二极管的导通压降,并与内部VOLA电压阈值进行比较,实现实时开路检测。

半桥模式(Half-Bridge),驱动对地负载: 芯片通过检测死区时间内低边续流MOS管体二极管的导通压降,并与内部VOLA电压阈值进行比较,实现实时开路检测。

半桥模式(Half-Bridge),驱动对电源负载: 芯片通过检测死区时间内高边续流MOS管体二极管的导通压降,并与内部VOLA电压阈值进行比较,实现实时开路检测。

封装与选型

纳芯微(HK2676)H桥直流有刷电机驱动NSD7308系列现已全面量产,具备更小内阻、更大驱动电流的NSD7305系列也即将送样,产品兼具高集成度、小尺寸与高可靠性,可在有限空间内实现更大负载的驱动。

进一步咨询NSD7308产品及申请样片,可邮件sales@novosns.com;更多产品信息、技术资料敬请访问www.novosns.com。

图6 NSD7308系列选型表

纳芯微MotivDrive :

面向汽车、工业和智能终端市场的

高可靠电机驱动方案

MotivDrive 是纳芯微(HK2676)倾力打造的电机驱动产品家族,以高集成、安全可靠、品类丰富为核心优势,产品覆盖直流有刷电机、步进电机、直流无刷电机的集驱和预驱(NSD7系列、NSD8系列、NSD3系列),继电器、电磁阀与螺线管的低边驱动(NSD56系列、NSD1x4系列)等多种品类。

MotivDrive 电机驱动产品支持高精度电流采样,并集成过流、过温、欠压保护及堵转、负载开路检测等全面的保护与诊断功能,帮助客户减少外围器件,实现小型化与高可靠性的系统设计。

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