前言

在汽車電子向高集成、高可靠、低成本方向快速演進(jìn)的當(dāng)下，車規(guī)級(jí)負(fù)載驅(qū)動(dòng)芯片作為車身控制、照明系統(tǒng)、動(dòng)力總成等核心場(chǎng)景的關(guān)鍵器件，其性能與性價(jià)比直接影響整車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率與運(yùn)行穩(wěn)定性。而就在昨日，納芯微正式發(fā)布國(guó)內(nèi)首款車規(guī)級(jí) 8 通道可配高低邊驅(qū)動(dòng)系列芯片——NSD56080、NSD56602、NSD56620與NSD56242（以下統(tǒng)稱“NSD56xxx-Q1系列”），憑借高集成度、靈活配置與智能診斷等優(yōu)勢(shì)，為國(guó)產(chǎn)車規(guī)級(jí)驅(qū)動(dòng)芯片的替代進(jìn)程注入強(qiáng)勁動(dòng)力。


一國(guó)產(chǎn)突破：填補(bǔ)空白

納芯微NSD56xxx-Q1系列芯片的推出，成功填補(bǔ)國(guó)內(nèi)車規(guī)級(jí)8通道可配高低邊驅(qū)動(dòng)芯片的技術(shù)空白，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)芯片在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要突破。

NSD56xxx-Q1系列芯片工作電壓范圍覆蓋4.5V~28V（輸出內(nèi)部鉗位39V），每通道驅(qū)動(dòng)電流330mA（所有通道ON），適合驅(qū)動(dòng)汽車電子的繼電器、LED、燈泡及電機(jī)等各類型感性容性負(fù)載。相比已量產(chǎn)的8通道低邊驅(qū)動(dòng)NSD56008，新品新增PWM自動(dòng)發(fā)生器、On-State負(fù)載開路診斷和Bulb Inrush Mode等核心功能，可幫助客戶節(jié)省MCU資源、降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度和成本、縮小板級(jí)尺寸，進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)靈活性與整體性，全面對(duì)標(biāo)國(guó)際巨頭德州儀器（TI）的 DRV81xxx-Q1系列（主要以DRV81242-Q1為例）。

參數(shù)對(duì)比表

二核心功能：對(duì)標(biāo)世界領(lǐng)先技術(shù)

1.內(nèi)置PWM自動(dòng)發(fā)生器：釋放MCU資源，提升響應(yīng)效率

NSD56xxx-Q1系列芯片與TI（德州儀器）的DRV81242-Q1均內(nèi)置兩個(gè)獨(dú)立的PWM自動(dòng)發(fā)生器，可配置PWM頻率與占空比，并可映射到任意輸出端口。通過(guò)與兩路輸入（亦可映射到任意輸出端口）配合，最多可輸出4路獨(dú)立的不同頻率與占空比的PWM信號(hào)，直接節(jié)省兩路MCU的PWM口及軟件資源。這一設(shè)計(jì)大幅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)控制邏輯，例如在汽車多區(qū)域LED照明調(diào)節(jié)、繼電器分級(jí)控制等場(chǎng)景中，可直接通過(guò)芯片內(nèi)部配置實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)，減少M(fèi)CU的運(yùn)算負(fù)荷，提升系統(tǒng)響應(yīng)速度與穩(wěn)定性。

Input Mapping

2.跛行回家模式：保障整車安全冗

余當(dāng)車輛系統(tǒng)檢測(cè)到異常故障時(shí)，NSD56xxx-Q1系列可快速進(jìn)入跛行回家模式（Limp Home），通過(guò)8通道選擇性關(guān)閉機(jī)制，僅保留2路映射通道持續(xù)運(yùn)行。這兩路通道可優(yōu)先保障繼電器、制動(dòng)泵、轉(zhuǎn)向助力等關(guān)鍵安全負(fù)載的供電，確保車輛在故障狀態(tài)下仍能維持基本行駛功能，為駕駛員爭(zhēng)取應(yīng)急處理時(shí)間，顯著提升整車安全冗余等級(jí)。

3.BIM模式：破解多負(fù)載驅(qū)動(dòng)痛點(diǎn)，拓寬應(yīng)用場(chǎng)景

在汽車電子中，高低邊驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)白熾燈、容性負(fù)載時(shí)，常因啟動(dòng)瞬間過(guò)沖電流觸發(fā)過(guò)載保護(hù)（Over Load Protection），導(dǎo)致通道關(guān)閉。傳統(tǒng)解決方案依賴軟件反復(fù)清除故障點(diǎn)（Fault）并重啟通道，響應(yīng)速度慢，難以提供負(fù)載啟動(dòng)所需的足夠能量，尤其影響白熾燈等需要瞬時(shí)大功率啟動(dòng)的負(fù)載正常工作。

為解決這一痛點(diǎn)，NSD56xxx-Q1系列與TI的DRV81242-Q1選擇一樣，集成Bulb Inrush Mode（燈泡浪涌模式）。當(dāng)該通道輸出達(dá)到過(guò)載保護(hù)閾值而被關(guān)閉時(shí)，該通道會(huì)在tINRUSH時(shí)間后自動(dòng)重啟，然后不斷重復(fù)直至持續(xù)時(shí)間tBIM（40ms）。40ms內(nèi)足夠讓2W功率的燈泡點(diǎn)亮，若同時(shí)采用BIM模式和通道并聯(lián)功能，則可以支持將5W燈泡點(diǎn)亮。

Bulb Inrush Mode（BIM）模式運(yùn)行

三創(chuàng)新設(shè)計(jì)，可靠保障

1.智能診斷：雙模式開路檢測(cè)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

相比已經(jīng)量產(chǎn)的“前作”NSD56008通過(guò)關(guān)閉狀態(tài)下的開路負(fù)載和短路檢測(cè)來(lái)提供負(fù)載診斷，新發(fā)布的NSD56xxx-Q1系列芯片新增支持OFF-State與ON-State雙模式負(fù)載開路診斷（OLD），達(dá)到與DRV81242-Q1一樣的診斷水平，支持在輸出關(guān)閉或打開狀態(tài)下精確檢測(cè)負(fù)載連接狀態(tài)，顯著提升系統(tǒng)自診斷能力。

OFF-State OLD（關(guān)閉狀態(tài)診斷）：通過(guò)開啟每通道內(nèi)置診斷電流源，對(duì)比輸出端口電壓判斷負(fù)載是否開路，適用于多數(shù)負(fù)載的基礎(chǔ)診斷需求。

On-State OLD（開啟狀態(tài)診斷）：僅適用于高邊及配置為高邊的通道，通過(guò)檢測(cè)實(shí)際負(fù)載電流與輸出端口電壓進(jìn)行精準(zhǔn)診斷。這一模式解決了OFF-State診斷中，因內(nèi)部電流源導(dǎo)致LED負(fù)載微亮的行業(yè)痛點(diǎn)，同時(shí)支持單通道選定診斷或全高邊通道循環(huán)診斷，僅需一幀報(bào)文即可讀取所有通道診斷信息，大幅簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低MCU負(fù)荷。

在汽車燈光系統(tǒng)、傳感器連接檢測(cè)等場(chǎng)景中，雙模式診斷可實(shí)現(xiàn)負(fù)載狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)反饋開路故障，便于快速定位問題，提升整車檢修效率。

2.集成主動(dòng)鉗位管：輕松應(yīng)對(duì)感性負(fù)載，降低系統(tǒng)成本

驅(qū)動(dòng)繼電器、電磁閥等感性負(fù)載時(shí)，通道關(guān)斷瞬間會(huì)因電感能量釋放產(chǎn)生高壓尖峰，若能量過(guò)大，極易導(dǎo)致芯片內(nèi)部功率管雪崩擊穿。TI DRV81242-Q1通過(guò)輸出端集成鉗位電路緩解這一問題，而納芯微NSD56xxx-Q1系列則采用更具針對(duì)性的每通道集成主動(dòng)鉗位管（Active Clamp）設(shè)計(jì)。

當(dāng)通道關(guān)斷時(shí)，主動(dòng)鉗位管會(huì)迅速鉗位輸出端電壓（低邊通道鉗位正電壓，高邊通道鉗位負(fù)電壓），同時(shí)輸出功率管因柵極電壓抬升而導(dǎo)通，形成電流通路泄放電感能量，有效防止功率管損壞。這一硬件級(jí)防護(hù)機(jī)制無(wú)需額外外部鉗位管（最多可減少8個(gè)外部器件），不僅降低了BOM成本，還縮小了板級(jí)占用空間。

芯片單通道在室溫下可承受高達(dá)50mJ的鉗位能量，而汽車常用繼電器負(fù)載產(chǎn)生的關(guān)斷能量通常低于10mJ，完全覆蓋典型應(yīng)用場(chǎng)景需求，確保芯片在長(zhǎng)期高頻次開關(guān)操作中穩(wěn)定可靠。

輸出功率管 Active Clamp

四

車規(guī)品質(zhì)，穩(wěn)定供應(yīng)，靈活選型

同樣作為汽車應(yīng)用電子產(chǎn)品，NSD56xxx-Q1系列8通道智能高低邊驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品滿足AEC-Q100 Grade1標(biāo)準(zhǔn)，工作溫度范圍覆蓋-40℃至125℃，封裝采用HTSOP24（8.65×3.9mm）。車規(guī)級(jí)可靠性加上全面的高低邊組合、豐富的智能功能，納芯微可為車身電子的各類型負(fù)載驅(qū)動(dòng)提供多通道高集成度的解決方案，并且該系列已全部量產(chǎn)，幫助客戶快速搭建安全可靠、靈活高效的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

NDS56xxx-Q1選型圖

DRV81xxx-Q1系列器件

五

結(jié)語(yǔ)

納芯微NSD56xxx-Q1系列的推出，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)車規(guī)級(jí)8通道可配高低邊驅(qū)動(dòng)芯片的空白，其核心競(jìng)爭(zhēng)力集中在“高集成度+高性價(jià)比+精準(zhǔn)場(chǎng)景適配”：

相較于TI DRV81242-Q1，NSD56xxx-Q1通過(guò)主動(dòng)鉗位管集成、精簡(jiǎn)冗余電壓適配等設(shè)計(jì)，在保證核心功能一致的前提下，顯著降低了系統(tǒng)BOM成本與板級(jí)尺寸，更適合對(duì)成本敏感的經(jīng)濟(jì)型汽車與中端車型；

相較于傳統(tǒng)分立驅(qū)動(dòng)方案，該系列芯片將多通道驅(qū)動(dòng)、診斷、保護(hù)功能集成于一體，減少了外部器件數(shù)量，提升了系統(tǒng)可靠性，縮短了客戶研發(fā)周期。

在國(guó)產(chǎn)汽車供應(yīng)鏈加速自主化的背景下，相比DRV81242-Q1的“千金難求”（供應(yīng)鏈波動(dòng)+價(jià)格高昂），NSD56xxx-Q1系列則是一個(gè)高性價(jià)比的集成化解決方案，通過(guò)內(nèi)置高級(jí)功能幫助用戶在保證性能的同時(shí)，有效控制成本和體積，可成為國(guó)內(nèi)車企替代進(jìn)口芯片的優(yōu)選方案，幫助用戶構(gòu)建國(guó)產(chǎn)化架構(gòu)體系。