![]() |
|
If you can't view the Datasheet, Please click here to try to view without PDF Reader . |
|
Datasheet File OCR Text: |
this is information on a product in full production. s e ptember 2013 d oc id 10890 rev 8 1/44 1 vn820-e high-side driver datasheet ? production data features ecopack ? : lead free and rohs compliant automotive grade: compliance with aec gu idelines very low stadby current cmos compatible input on-state open-load detection off-state open-load detection thermal shutdown protection and diagnosis undervoltage shutdown overvoltage clamp output stuck to v cc detection load current limitation reverse battery protection electrostatic discarge protection description the vn820-e is a monolithic device designed in stmicroelectronic's vipower ? m0-3 technology. the vn820-e is intended for driving any type of load with one side connected to ground. the active v cc pin voltage clamp protects the device against low energy spikes. active current limitation combined with thermal shutdown and automatic restart protect the device against overload. the device detects the open- load condition in both on- and off-state mode. in the off-state the device detects if the output is shorted to v cc . the device automatically turns off where the ground pin becomes disconnected. type r ds(on) i out v cc vn820-e vn820sp-e vn820b5-e vn820pt-e vn820-12-e vn820-11-e 40 m 9a 36v pentawatt p 2 pak 1 10 powerso-10 ppak table 1. device summary package order codes tube tape and reel pentawatt vn820-e vn820-12-e vn820-11-e - powerso-10 vn820sp-e VN820SPTR-E p 2 pak vn820b5-e vn820b5tr-e ppak vn820pt-e vn820pttr-e www.st.com
contents vn820-e 2/44 d oc id 10890 rev 8 contents 1 block diagram and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2 electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.1 absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.2 thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.3 electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.4 electrical characteristics curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3 application information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.1 gnd protection network against reverse battery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.1.1 solution 1: resistor in the ground line (rgnd only) . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.1.2 solution 2: diode (dgnd) in the ground line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.2 load dump protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.3 mcu i/os protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.4 open-load detection in off-state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.5 powerso-10, p 2 pak, ppak, pentawatt maximum demagnetization energy (v cc = 13.5v) 21 4 package and pcb thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.1 p 2 pak thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.2 ppak thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.3 powerso-10 thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 5 package and packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.1 ecopack ? packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.2 pentawatt mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.3 p 2 pak mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 5.4 ppak mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 5.5 powerso-10 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 5.6 pentawatt packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 5.7 p 2 pak packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 5.8 ppak packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 vn820-e contents d oc id 10890 rev 8 3/44 5.9 powerso-10 packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 6 revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 list of tables vn820-e 4/44 d oc id 10890 rev 8 list of tables table 1. device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 table 2. suggested connections for unused and not connected pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 table 3. absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 table 4. thermal data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 table 5. power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 table 6. switching (v cc = 13 v) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 table 7. input pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 table 8. v cc output diode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 table 9. status pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 table 10. protections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 table 11. open-load detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 table 12. truth table. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 table 13. electrical transient requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 table 14. p 2 pak thermal parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 table 15. ppak thermal parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 table 16. powerso-10 thermal parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0 table 17. pentawatt mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 table 18. p 2 pak mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 table 19. ppak mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 table 20. powerso-10 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 table 21. document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 vn820-e list of figures d oc id 10890 rev 8 5/44 list of figures figure 1. block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 figure 2. configuration diagram (top view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 figure 3. current and voltage conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 figure 4. status timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 figure 5. switching time waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 figure 6. waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 figure 7. off-state output current. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 figure 8. high-level input current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 figure 9. input clamp voltage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 figure 10. status leakage current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 figure 11. status low output voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 figure 12. status clamp voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 figure 13. on-state resistance vs t case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 figure 14. on-state resistance vs v cc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 figure 15. open-load on-state detection threshold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 figure 16. input high-level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 figure 17. input low-level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 figure 18. input hysteresis voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 figure 19. overvoltage shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 figure 20. open-load off-state voltage detection threshold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 figure 21. turn-on voltage slope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 figure 22. turn-off voltage slope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 figure 23. ilim vs tcase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 figure 24. application schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 figure 25. open-load detection in off-state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 figure 26. powerso-10, p 2 pak, ppak, pentawatt maximum turn-off current versus inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 figure 27. p 2 pak pc board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 figure 28. p 2 pak rthj-amb vs pcb copper area in open box free air conditions . . . . . . . . . . . . . . . 22 figure 29. p 2 pak thermal impedance junction ambient single pulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 figure 30. thermal fitting model of a single channel hsd in p 2 pak. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 figure 31. ppak pc board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 figure 32. ppak rthj-amb vs pcb copper area in open box free air conditions . . . . . . . . . . . . . . . . 25 figure 33. ppak thermal impedance junction ambient single pulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 figure 34. thermal fitting model of a single channel hsd in ppak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 figure 35. powerso-10 pc board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 figure 36. powerso-10 rthj-amb vs pcb copper area in open box free air conditions . . . . . . . . . . . 28 figure 37. powerso-10 thermal impedance junction ambient single pulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 figure 38. thermal fitting model of a single channel hsd in powerso-10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 figure 39. pentawatt package dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 figure 40. p 2 pak package dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 figure 41. ppak package dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 figure 42. powerso-10 package dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 figure 43. pentawatt tube shipment (no suffix) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 figure 44. p 2 pak tube shipment (no suffix) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 figure 45. p 2 pak tape and reel (suffix ?tr?). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 figure 46. ppak suggested pad layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 figure 47. ppak tube shipment (no suffix) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 list of figures vn820-e 6/44 d oc id 10890 rev 8 figure 48. ppak tape and reel (suffix ?tr?) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 figure 49. powerso-10 suggested pad layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 figure 50. powerso-10 tube shipment (no suffix) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 figure 51. powerso-10 tape and reel shipment (suffix ?tr?) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 vn820-e block diagram and pin description d oc id 10890 rev 8 7/44 1 block diagram and pin description figure 1. block diagram figure 2. configuration diagram (top view) table 2. suggested connections for unused and not connected pins connection / pin status n.c. output input floating x x x x to ground x through 10 k resistor 5 . $ % 2 6 / , 4 ! ' % / 6 % 2 4 % - 0 % 2 ! 4 5 2 % 6 ' . $ ) . 0 5 4 / 5 4 0 5 4 / 6 % 2 6 / , 4 ! ' % # 5 2 2 % . 4 , ) - ) 4 % 2 , / ' ) # $ 2 ) 6 % 2 0 o w e r # , ! - 0 3 4 ! 4 5 3 6 # # # , ! - 0 / . 3 4 ! 4 % / 0 % . , / ! $ / & |