继去年7月份推出ASIL-B三相栅极驱动芯片Z20A8300之后，智芯半导体汽车电机驱动产品线推出了第二个车规级电机控制芯片系列——Z20A820x，包括硬件I/O接口的Z20A8200以及SPI接口的Z20A8201，可满足汽车大部分直流有刷电机的应用需求。该产品线未来将围绕各种不同汽车级电机控制应用推出一系列产品，包括满足ASIL-D的栅极预驱、集成功率级的电机驱动以及集成度更高、功能更复杂的片上系统等。各种不同类型电机驱动芯片与智芯的MCU、电源产品相结合，同时配合智芯自主开发的不同电机控制算法，可以为客户提供完整的系统级电机控制解决方案，覆盖汽车上各种不同电机及执行器的应用。

           a)Z20A8200                         b)Z20A8201

图1：Z20A820x

Z20A820x是一款高度集成的车规级智能H-桥栅极驱动芯片，可驱动外部4个高侧和低侧 N-MOSFET(两路半桥或者一路H桥)。芯片内部集成电荷泵为高侧MOSFET提供栅极驱动，同时提供高边N-MOSFET防反驱动。该芯片通过内部智能栅极驱动系统以及可调节的栅极驱动输出能力匹配不同目标应用，同时优化电磁干扰 (EMI)，提高系统可靠性并降低系统成本。内部集成可优化的死区时间控制以避免出现击穿问题，并且可通过 VDS 和 VGS 电压对外部MOSFET进行监测。芯片集成低边电流采样运放，其增益和偏置均可配置，可用于测量电机电流，并向MCU提供反馈，从而实现电机限流控制或过流保护。

Z20A820x提供了一系列保护及故障诊断机制，可提供芯片级、PCB级以及系统级的故障诊断机制，确保系统安全、稳定运行。此类功能包括适用于电源和电荷泵的欠压和过压监控、适用于外部 MOS管的 VDS 过压和VGS栅极故障监控、离线负载开路和短路诊断，以及内部热警告和热关断等保护功能。另外，Z20A8201还提供了SPI接口用于配置芯片参数，并且反馈详细的故障诊断信息。

图2：Z20A820x典型应用框图

- 满足AEC-Q100, Grade 1标准

- 电压：4.5-37V，支持45V load dump

- 电荷泵驱动架构，简化外围驱动电路设计

- 可配置驱动输出电流，实现可调节slew-rate控制

- 不同控制模式配置，包括独立输入控制和PH/EN输入控制的H桥模式，独立半桥控制模式，以及分离式 HS 和 LS 螺线管控制模式

- 可配置增益和偏置的低边电流采样运算放大器

- 低功耗休眠模式，休眠电流 < 10 uA

- 完整的故障和保护诊断，同时提供支持客户进行功能安全系统设计的文档

- 独立关断输入，可实现系统故障状态下独立关断输出，确保系统能够进入安全状态

- 支持两种接口

1) Z20A8200——硬件(H/W)配置接口，减少对 MCU I/O 的需求，简化系统设计

  2) Z20A8201——SPI接口，支持灵活的芯片配置，并实现完整的故障诊断信息反馈

- 采用5mm x 5mm，32pin，wettable flank的QFN封装

        a)Z20A8200                               b)Z20A8201

图3：Z20A820x封装

Z20A820x的主要目标应用为汽车上的各种有刷电机，包括但不限于智能电动天窗、车窗、门控、电动尾门、座椅系统、电子驻车制动系统(EPB)、电子换挡器(E-shift)执行器、以及各种闭合系统和继电器替代应用等。

图4：Z20A820x应用示例(图片来自网络)

智芯半导体专注于提供高安全和高可靠的汽车芯片，包括全系列汽车处理器，和多系列的汽车数模混合模拟芯片。汽车电机驱动产品线是数模混合模拟芯片产品的主要产品线之一，主要围绕各种不同汽车电机应用，为客户提供高安全，可靠性、高性价比的解决方案，目前已经顺利推出Z20A8300和Z20A820x两个产品系列，未来将继续围绕各种不同电机应用持续推出芯片级及系统级解决方案，满足国内和国际用户的不同应用需求。