Freescale MC33290

Отличный выбор! MC33290 — это классический, очень надежный интеллектуальный драйвер нагрузки (силовой переключатель) от Freescale (ныне NXP Semiconductors). Он широко использовался и продолжает использоваться в автомобильной электронике и промышленных системах.

Краткое описание MC33290

MC33290 — это одноканальный защищенный высокоомный драйвер нагрузки с интерфейсом SPI. Его основная задача — управлять мощной нагрузкой (например, лампой, мотором, соленоидом, нагревателем) по командам от микроконтроллера, обеспечивая при этом комплексную защиту как нагрузки, так и самой схемы.

Ключевая идея: Он служит "умным посредником" между чувствительным микроконтроллером (логический уровень 3.3В/5В) и "суровым" силовым миром (нагрузки до 30В, токи до 5А).

Основные применения:

• Управление фарами, габаритами, дворниками, стеклоподъемниками в автомобилях.
• Управление реле, соленоидами, небольшими двигателями.
• Силовые выходы в промышленных контроллерах.
• Замена механических реле на полностью твердотельное решение.

Технические характеристики

Здесь приведены ключевые параметры. Полные данные — в даташите.

1. Силовая часть (выход):

• Тип выходного каскада: P-Channel MOSFET (высокоомный вход управления).
• Рабочее напряжение нагрузки (V_bat): от 5.5В до 28В (номинальное 12В/24В для авто). Выдерживает скачки до 40В.
• Максимальный непрерывный выходной ток (I_out): до 5.0 А (при соблюдении условий теплоотвода).
• Сопротивление открытого канала (R_DS(on)): < 100 мОм (типично 70 мОм) — малое падение напряжения и нагрев.
• Частота ШИМ (PWM): До 2.5 кГц (при 100% глубине). Для работы с ШИМ необходим внешний свободно-колеблющий диод.

2. Защитные функции (главное преимущество):

• Защита от перегрузки по току (Current Limit): Аппаратное ограничение тока (~5.5-9.5А).
• Защита от короткого замыкания (Short Circuit): Автоматическое отключение при КЗ.
• Тепловая защита (Overtemperature): Отключение при перегреве кристалла (~170°C) с автоматическим перезапуском после остывания.
• Защита от перенапряжения (Overvoltage): Отключение выхода при V_bat > ~32В.
• Защита от обратной полярности (Reverse Battery): Выдерживает обратное напряжение на шине питания до -18В (требуется внешний предохранитель).
• Защита от обрыва нагрузки (Open Load Detection): Может обнаруживать обрыв нагрузки в выключенном состоянии (режим диагностики).
• Статическая защита (ESD): > 4 кВ по модели человеческого тела (HBM).

3. Управление и диагностика (SPI интерфейс):

• Интерфейс: Полнофункциональный SPI (Serial Peripheral Interface).
  • Вход данных (SI), Выход данных (SO), Тактовый вход (SCK), Выбор кристалла (CS).
• Через SPI осуществляется:
  • Включение/выключение выхода.
  • Чтение статуса: состояние выхода, флаги перегрузки по току, перегрева, обрыва нагрузки, состояния SPI.
• Логические уровни: Совместимы с 3.3В и 5В микроконтроллерами.

4. Общие параметры:

• Корпус: SOIC-20 (широкий, с теплоотводящей контактной площадкой).
• Температурный диапазон: От -40°C до +125°C (автомобильный).
• Встроенная логическая питающая шина (V_dd): Стабилизирует +5В от V_bat для питания внутренней логики и может отдавать до 10мА внешней логике.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Базовый порядковый номер — MC33290DWR2. Буквы в суффиксе обозначают:

• DWR2: Корпус SOIC-20, поставка в рулоне (tape & reel).
• DW: Корпус SOIC-20, поставка в тубе.

Важно: Существует также версия MC33290D, которая является более старой и не имеет SPI-интерфейса. Она управляется простым логическим входом (IN) и имеет аналоговый диагностический выход (ST). Эти версии несовместимы по выводам и функционалу! Всегда проверяйте полный парт-номер.

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги и вторые источники:

• Infineon TLE7241-2G / TLE7241-2E: Очень близкий по характеристикам и выводам аналог от Infineon. Часто используется как прямая замена.
• STMicroelectronics L9946: Более современный и сложный драйвер с 8 выходами, но может быть использован в схожих применениях.
• NXP MC10XS3425 / MC10XS3435 / MC10XS3445: Более новая серия "XS" от NXP с улучшенными характеристиками (ниже R_DS(on), выше частота ШИМ). Не является прямой заменой по выводам, но функциональный аналог следующего поколения.

2. Функциональные аналоги (управление + защита + диагностика), но с другими интерфейсами:

• MC33984, MC33985, MC33986: Также от Freescale/NXP, но с более высоким током или другим количеством каналов. Часто имеют интерфейс SPI.
• Infineon TLE6240X, TLE7268X: Многоканальные драйверы от Infineon с SPI.
• TI (Texas Instruments) DRV101, DRV110: Более простые драйверы, но без SPI (управление одним выводом).
• ON Semiconductor NCV775x, NCV776x: Серии многоканальных драйверов нагрузки.

3. Для замены старой версии MC33290D (без SPI):

• VND5E025AK: Классический драйвер от STMicroelectronics (аналог MC33290D).
• IPS160H, IPS161H: Низковольтные защищенные ключи от ST.
• Infineon BTS500xx, BTS700x серии.

Важное замечание по замене

При замене MC33290 (особенно версии с SPI) на аналог необходимо внимательно изучать даташит по следующим пунктам:

1. Распиновка (pin-to-pin compatibility).
2. Логика работы SPI-регистров (они могут отличаться).
3. Временные параметры (задержки включения/выключения, время сброса по перегрузке).
4. Характеристики защиты (уровни срабатывания).

Наиболее безопасной и прямой заменой чаще всего является Infineon TLE7241-2G.