车载有刷电机的栅极驱动电路IC

这款双通道半桥式（H桥）栅极驱动电路IC具有车载应用所需的最基本功能。
与通常使用有刷电机的车身系统相兼容。
特别是，从使用机械式继电器驱动电机的系统转变为半导体，可实现高可靠性和小型化。

<本产品特点>

近年来，由于车载设备中原本的机械运动部件日益电气化，每辆车对电机的需求也在增加。驱动电机的驱动电路数量也在增加，系统日益小型化，并且集成程度也日益提高。有些电机应用无转速控制要求，但需要功能和性能有限的驱动电路。
我们正在努力加强我们的产品线以满足该需求，这里介绍的TB9103FTG就是增强产品之一（表1）。

表1：车载有刷电机的栅极驱动电路IC产品线

GD：栅极驱动电路，CP：电荷泵，MCSA：电机电流感应放大器，SR：安全继电器，Dev.：开发，xTBV：乘以电池电压

器件型号 状态 封装 GD CP MC
SA		 GD的SR SPI 注释
TB9103FTG MP VQFN24 ○
（H桥或双通道半桥式）		 ○
（2TBV）		 - - - 建议用半导体继电器代替机械式继电器。
TB9104FTG 开发 VQFN32 ○
（H桥或双通道半桥式）		 ○
（2TBV）		 ○（1ch） ○（1ch） ○
 		 多用途器件具有最基本的功能。
TB9052FNG MP HTSSOP48 ○
（H桥）		 ○
（3TBV）		 ○
（1ch）		 - - 内置电机控制模式。
TB9057FG MP LQFP48 ○
（H桥）
 ○
（3TBV）		 ○
（1ch）		 - - 在低电池电压下运行，支持功能安全。通过内置的相位监视器，监控电机运行方向。

具有车载应用所需的最基本的必要功能

TB9103FTG是一款用于控制驱动有刷电机的外部N沟道MOSFET的栅极驱动电路IC。此外，各种异常情况（VDS、VGS、过热、电源、设置等）都会在DIAG终端输出。有两个DIAG端口，可用于确定带双通道的半桥中哪个通道出现错误。

图1：TB9103FTG内部电路外形和应用电路
图1：TB9103FTG内部电路外形和应用电路

TB9103FTG重要特点①：

利用精简的功能，可简化系统设计。

TB9103FTG预设可以不使用高性能的微控制器，但通过产品内置的自动死区时间控制，可避免产生系统中需避免的最重要因素—外部N沟道MOSFET的直通电流。

TB9103FTG重要特点②：

采用小型封装（VQFN24），帮助减小ECU的尺寸。[注1]

TB9103FTG通过精简功能减少端子数量，从而可选择采用世界上最小型化封装设计。[注2]
采用VQFN封装，尺寸为16mm2，有24个引脚。

图2：封装尺寸对比
图2：封装尺寸对比

本产品采用QFN封装实现了小型化。另外，通过将具有地电位（GND）的边角引脚隐藏在模具树脂中，可降低因引脚间短路故障而导致误动作的风险。

TB9103FTG重要特点③：

有助于从机械式继电器转而采用半导体器件（MOSFET）

从机械式继电器转变为半导体（MOSFET），具有静噪运行（无继电器噪声）、可靠性高（寿命长）和尺寸小（贴片面积小）等多种优点。
具体示意图见下图（图 3）。

图3：从机械式继电器转变为半导体（MOSFET）的示意图
图3：从机械式继电器转变为半导体（MOSFET）的示意图

TB9103FTG主要规格

电源（VB、VCC）适用于12V电池系统。质保芯片温度范围为-40 ℃至150 ℃，相当于AEC-Q100中的1级[注3]。
本产品配备可驱动外部N沟道MOSFET的电荷泵。下表（表2）列出了主要规格。  

工作电压范围（节选）

项目 符号 端子 限值  
最小值 最大值 单位
供电电压工作范围1 VCCrng VCC 4.5 5.5 V
供电电压工作范围2 VBrng VB 7 18 V

电气特性（摘录）


除非另有规定，VB＝7至18 V，VCC＝4.5至5.5 V（VB≧VCC）和Ta＝-40至125 ℃。

项目 符号 端子 限值  
最小值 典型值 最大值 单位
电荷泵电压 VCP1 VCP VB+5 VB+11 VB+14 V
高边GS之间
驱动电压		 VGSHSSRC1 GH1，GH2 VCP-VB
-0.2		 - VCP-VB V
VGSHSSNK1 GH1，GH2 - - 0.5 V
低边GS之间
驱动电压		 VGSLSSRC1 GL1，GL2 8.9 11 14 V
VGSLSSRC2 GL1，GL2 VB-0.1 - VB V
VGSLSSNK1 GL1，GL2 - - 0.5 V
高边GS之间
驱动输出电阻
源电流方向
 Ronhssrc GH1，GH2 250 500 1000 Ω
高边GS之间
驱动输出电阻
灌电流方向		 Ronhssnk GH1，GH2 20 50 150 Ω
低边GS之间
驱动输出电阻
源电流方向		 Ronlssrc GL1，GL2 250 500 1000 Ω
低边GS之间
驱动输出电阻
灌电流方向
 Ronlssnk GL1，GL2 20 50 150 Ω

设置

模式设置：
有两种模式可供选择：H桥模式／半桥模式

VDS检测极限设置：
这是监控外部N沟道MOSFET漏源电压异常的功能设置。
检测极限可分为4档设置（禁用功能、0.3 V、0.6 V、0.9 V）。

免费借用产品评估板

为使客户能够轻松验证TB9103FTG的特性，我们免费提供评估板。当然，可提交工程样品。请联系我们的销售人员或业务伙伴。
评估板的尺寸为95 mm×75 mm。
为方便客户，将根据实际需要安装开关、跳线和连接器。

东芝目前正在努力增强用于控制车载设备电机的IC产品线。我们将向市场推出可优化IC内置功能和性能以满足客户需求的产品，帮助业界提高车载设备的电气化程度和舒适度。

[注1]电子控制单元的缩写，这是一种将电子元器件装在电路板上的器件。
[注2]根据东芝2022年4月的调研。
[注3]汽车电子委员会（AEC）定义的车载IC可靠性测试标准和其他标准。

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