智能功率开关有保险保护的电子机械式开关在高

    在汽车中，有保险保护的电子机械式开关在高负载应用中得到了广泛使用，这些应用包括电子加热器、大型电机、电子配电系统和电源管理系统。从应用的角度讲，系统供货商依然习惯于由机械式保险提供的接线保护。由于保险同配线类似，在保护一个线束时它们的熔断特性也都相近。然而，这种系统解决方案也有一些局限性。机械式继电器在长时间运作时容易磨损和发生接触差错；另外，这种系统方案不但不具备脉宽调制( P W M )功能，还要求额外的诊断和保护器件，这无疑将增加成本，也增加了整个系统的重量和功耗。 
    一旦发生差错，保险就要被更换，这就需要一个更易操作且价格昂贵的保险盒。而且，保险的温度特性对负载的要求往往比配线要高。在低温和短时间内，突然短路所产生的大电流对系统依然是有害的。
    由于这些技术和成本方面的原因，新一代汽车逐渐减少了保险和继电器的使用，相反更多的采用了智能功率器件。预计到2005 年，平均每辆汽车中采用的智能功率器件的数量将超过继电器的数量。
    大多数智能功率器件在发生短路时都能得到很好的过流保护。纯粹的熔断功能可由M C U 通过电流感应器动态控制差错电流来实现，或由过温电路实现。当短路点的温度达到150～200℃时，过温电路能关断器件，使其停止工作。可是，前一个方法并没有达到M C U 资源和时间响应的最优化；而当短路在低温状态下反复发生时，后一种方法则将在器件上产生高温度梯度，而不能实现线束的最优化。
    智能功率器件可取代保险与继电器摩托罗拉为此推出了智能功率开关MC33982。这一被称为SPSS 的开关具有自保护功能，导通电阻（R D S O N ）仅为2 毫欧，可用来控制高负载、保护线束、取代保险并减少往来于保险盒的线束，同时在具有竞争力的价格下提高系统的可靠性。
    为得到这种一流的低导通电阻、高性能和智能特征，SPSS 在一个封装里包含了两个裸片：一是摩托罗拉专有的H D T M O S ，这种M O S F E T 技术内嵌了温度和电流感应器。在正常环境温度时导通电阻最大为2 毫欧，150℃时最大为3.4 毫欧。另一个是S M A R T M O S ，它不仅控制和保护功率裸片，也具有创新性的智能功能。
    SPSS的裸片都焊接在千分之二十英寸厚的铜引线框架上，采用的是12 × 12 毫米的功率四方扁平无引脚（P Q F N ）封装，散热片外置。它具有很好的热阻抗，最大的结到外壳热阻为1 ℃/ W。与单片或堆栈式解决方案不同是，SPSS 采用独特技术把裸片之间进行电热绝缘，因此功率侧和控制之间就不会有大电流注入和过载。而当功率侧在短期的能量压力下，控制侧也不会有显著的温度上升。

    特点

    MC33982是专为恶劣环境所设计的，它具有智能功率器件的一般特性，例如可以控制输出的直接并行输入、过流保护、过热保护、实时差错显示、浮地保护、抛负载瞬变保护、开路检测、过压和欠压保护等等。如果电池反向，控制侧无需外加任何组件就可以被保护，并控制着MOSFET 的门，保持与正常模式下相近的低导通电阻。另外，SPSS也具有唤醒功能，以确保最小待机电流为5 mA 。SPSS的这些重要优点和创新功能都源自内建的8位串行外围接口(SPI)，这一接口可以与微处理器直接连接。SPSS 还有8 个寄存器，它们被定义成用来配置器件和控制输出状态。
    要注意的是该器件支持某些串行外围接口协议，如菊花链（daisy chain）。在某些应用中，几个SPSS 可以由一个微处理器控制，这就减少了I/O 连接器件，可带来成本的降低。
    例如，这些寄存器允许通过串行外围接口控制输出（同直接并行输入进行逻辑与/ 或）；为改进电磁兼容性而设定转换速度；当几个大负载需要通过一条MCU 指令而激发时，还可以设定接通延时来限定浪涌电流。
    SPSS 还能精确地感应仿真电流，因此可实时检测负载电流。由于这项电流感应功能可以被逻辑禁止，因此多个SPSS的电流感应输出可以共享同一个M C U 的A / D 输入，而不相互干扰。有两种比率可供选择，以便更好的改变电流去适应A/D转换器。
    SPSS 还具有内部看门狗电路。使能时，只要在内部看门狗设定的最小时间内能够检测到所导入的SPI 信号中有翻转，表示SPSS 工作正常；如果在内部看门狗计时超出时都未能检测到翻转，SPSS将进入差错保护模式，直到SPSS 被重新初始化，而此时无论输入是何状态，输出都将被置成导通。SPSS的另一个创新功能是可设置过流检测和差错管理功能。事实上，SPSS 还有一个专用寄存器允许主机设置输出电流的高低态检测值，其中低态有8 个，高态有2 个。在负载电流小于50A 的低态且输出关断以前，主机可以选择4 个不同的时间区间让电流通过。
    低位检测线同定时器结合之目的是：在稳态时，过滤掉差错电流；在电流涌入或启动间隔期间，对差错电流作消隐减退。
    一旦超出了最初选择的高位检测线如100A或150A，输出将在20 ms 内关断。
    除了能够起到保护作用外，这种模仿熔断的功能也可被用来优化负载要求，以满足系统指针。
    SPSS 这种智能功率IC是一种能够取代保险和继电器的全新概念。由于具有市场上最低的导通电阻，该器件能帮助设计师改进所设计模块的大小和功耗水平，同时又能以最小的成本提升整个系统的稳定性。这一解决方案必将满足未来线控驾驶（Xby-Wire）应用的要求。