ST VN5E160S-E User Manual

General
– Inrush current active management by power limitation
– Very low stand-by current
– 3.0V CMOS compatible inputs
– Optimized electromagnetic emissions
– Very low electromagnetic susceptibility
– In compliance with the 2002/95/EC european directive

VN5E160S-E

Single channel high side driver for automotive applications

Features

 

 

 

Max transient supply voltage

VCC

41V

 

Operating voltage range

VCC

4.5 to 28V

 

Max On-state resistance (per ch.)

RON

160 mΩ

 

Current limitation (typ)

ILIMH

10A

SO-8

Off state supply current

IS

2 µA(1)

 

1. Typical value with all loads connected.

Application

All types of resistive, inductive and capacitive loads

Description

Diagnostic functions

Open Drain status output

On-state open load detection

Off-state open load detection

Output short to VCC detection

Overload and short to ground (power limitation) indication

Thermal shutdown indication

Protections

Undervoltage shutdown

Overvoltage clamp

Load current limitation

Self limiting of fast thermal transients

Protection against loss of ground and loss of VCC

Over-temperature shutdown with autorestart (thermal shutdown)

Reverse battery protected (a)

Electrostatic discharge protection

The VN5E160S-E is a single channel high-side driver manufactured in the ST proprietary VIPower M0-5 technology and housed in the tiny SO-8 package.

The VN5E160S-E is designed to drive automotive grounded loads delivering protection, diagnostics and easy 3V and 5V CMOS-compatible interface with any microcontroller.

The device integrates advanced protective functions such as load current limitation, inrush and overload active management by power limitation, over-temperature shut-off with autorestart and over-voltage active clamp.

A dedicated active low digital status pin is associated with every output channel in order to provide Enhanced diagnostic functions including fast detection of overload and short-circuit to ground, over-temperature indication, short-circuit to VCC diagnosis and ON & OFF state open-load detection.

The diagnostic feedback of the whole device can be disabled by pulling the STAT_DIS pin up, thus allowing wired-ORing with other similar devices.

a. See Figure 32: Application schematic.

February 2008

Rev 2

1/34

www.st.com

Contents

VN5E160S-E

 

 

Contents

1

Block diagram and pin configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 5

2

Electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

 

2.1

Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

 

2.2

Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

 

2.3

Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

 

2.4

Electrical characteristics curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

3

Application information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

 

3.1

GND protection network against reverse battery . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

3.1.1 Solution 1: resistor in the ground line (RGND only) . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.1.2 Solution 2: diode (DGND) in the ground line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.2 Load dump protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.3 MCU I/Os protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.4 Open load detection in Off state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.5 Maximum demagnetization energy (VCC = 13.5V) . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4

Package and PCB thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

 

4.1

SO-8 thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

5

Package and packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

 

5.1

ECOPACK® packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

 

5.2

Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

 

5.3

Packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

6

Order codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32

7

Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

2/34

VN5E160S-E

List of tables

 

 

List of tables

Table 1. Pin function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Table 2. Suggested connections for unused and not connected pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Table 3. Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Table 4. Thermal data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Table 5. Power section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Table 6. Switching (VCC = 13V; Tj = 25°C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Table 7. Status pin (VSD=0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Table 8. Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Table 9. Open load detection (8V<VCC<18V). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Table 10. Logic input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Table 11. Truth table. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Table 12. Electrical transient requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Table 13. Thermal parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Table 14. SO-8 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Table 15. Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Table 16. Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

3/34

List of figures

VN5E160S-E

 

 

List of figures

Figure 1. Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Figure 2. Configuration diagram (top view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Figure 3. Current and voltage conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Figure 4. Status timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Figure 5. Output voltage drop limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Figure 6. Switching characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Figure 7. Normal operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Figure 8. Undervoltage shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Figure 9. Overload or Short to GND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Figure 10. Intermittent Overload . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Figure 11. Open Load with external pull-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Figure 12. Open Load without external pull-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Figure 13. Short to VCC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Figure 14. TJ evolution in Overload or Short to GND. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Figure 15. Off state output current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figure 16. High level input current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Figure 17. Input clamp voltage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Figure 18. Input high level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Figure 19. Input low level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Figure 20. Low level STAT_DIS current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figure 21. On state resistance vs Tcase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Figure 22. High level STAT_DIS current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Figure 23. On state resistance vs VCC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Figure 24. Low level input current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Figure 25. ILIM vs Tcase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Figure 26. Turn-On voltage slope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Figure 27. Undervoltage shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Figure 28. Turn-Off voltage slope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Figure 29. STAT_DIS clamp voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Figure 30. High level STAT_DIS voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Figure 31. Low level STAT_DIS voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Figure 32. Application schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Figure 33. Open load detection in Off state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Figure 34. Maximum turn-Off current versus inductance (for each channel). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Figure 35. SO-8 PC board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Figure 36. Rthj-amb Vs. PCB copper area in open box free air condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Figure 37. SO-8 thermal impedance junction ambient single pulse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Figure 38. Thermal fitting model of a single channel HSD in SO-8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Figure 39. SO-8 package dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Figure 40. SO-8 tube shipment (no suffix) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Figure 41. SO-8 tape and reel shipment (suffix “TR”) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

4/34

ST VN5E160S-E User Manual

VN5E160S-E

Block diagram and pin configuration

 

 

1 Block diagram and pin configuration

Figure 1. Block diagram

 

 

VCC

Signal Clamp

 

 

Undervoltage

Control & Diagnostic

 

 

Power

 

 

C lamp

IN

DRIVE R

 

 

 

VON

 

 

Limitation

 

Over

C urrent

 

temp.

Limitation

 

 

OFF State

ST_

 

Open load

 

 

DIS

 

ON State

 

 

Open load

ST

 

 

 

 

OUT

LOGIC

 

OVERLOAD PROTEC TION

(AC TIVE POWER LIMITATION)

 

 

GND

Table 1.

Pin function

Name

 

Function

 

 

 

VCC

 

Battery connection.

OUTPUT

Power output.

 

 

 

GND

 

Ground connection. Must be reverse battery protected by an external

 

diode/ resistor network.

 

 

 

 

 

INPUT

 

Voltage controlled input pin with hysteresis, CMOS compatible. Controls output

 

switch state.

 

 

 

 

STATUS

Open Drain digital diagnostic pin.

 

 

STAT_DIS

Active high CMOS compatible pin, to disable the STATUS pin.

 

 

 

5/34

Block diagram and pin configuration

VN5E160S-E

 

 

Figure 2. Configuration diagram (top view)

 

VCC

5

4

STAT_DIS

OUTPUT

6

3

STATUS

OUTPUT

7

2

INPUT

VCC

8

1

GND

SO-8

Table 2.

Suggested connections for unused and not connected pins

Connection / pin

Status

N.C.

Output

Input

STAT_DIS

 

 

 

 

 

 

Floating

X

X

X

X

X

 

 

 

 

 

 

 

To ground

Not

X

Not

Through 10KΩ

Through 10KΩ

allowed

allowed

resistor

resistor

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6/34

VN5E160S-E

Electrical specifications

 

 

2 Electrical specifications

Figure 3. Current and voltage conventions

IS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ISD

 

STAT_DIS

 

 

 

 

OUTPUT

 

 

IOUT

 

VF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VSD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VOUT

 

 

 

 

 

 

IIN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ISTAT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

INPUT

 

 

 

 

STATUS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VSTAT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IGND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Note: VF = VOUT - VCC during reverse battery condition.

2.1Absolute maximum ratings

Stressing the device above the ratings listed in the “Absolute maximum ratings” tables may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only and operation of the device at these or any other conditions above those indicated in the Operating sections of this specification is not implied. Exposure to the conditions in the “Absolute maximum ratings” tables for extended periods may affect device reliability. Refer also to the STMicroelectronics SURE Program and others relevant quality documents.

Table 3.

Absolute maximum ratings

 

 

Symbol

Parameter

Value

Unit

 

 

 

 

VCC

DC supply voltage

41

V

- VCC

Reverse DC supply voltage

0.3

V

- IGND

DC reverse ground pin current

200

mA

IOUT

DC output current

Internally limited

A

- IOUT

Reverse DC output current

6

A

IIN

DC input current

+10 / -1

mA

ISTAT

DC status current

+10 / -1

mA

ISTAT_DIS

DC status disable current

+10 / -1

mA

EMAX

Maximum switching energy (single pulse)

36

mJ

(L=8 mH; RL=0Ω; Vbat=13.5V; Tjstart=150ºC; IOUT = IlimL(Typ.) )

 

 

 

7/34

Electrical specifications

VN5E160S-E

 

 

 

 

 

 

Table 3.

Absolute maximum ratings (continued)

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Value

Unit

 

 

 

 

 

 

 

Electrostatic discharge (Human body model: R=1.5KΩ;

 

 

 

 

C=100pF)

 

 

 

 

– INPUT

4000

V

 

VESD

– STATUS

4000

V

 

 

– STAT_DIS

4000

V

 

 

– OUTPUT

5000

V

 

 

– VCC

5000

V

 

VESD

Charge device model (CDM-AEC-Q100-011)

750

V

 

Tj

Junction operating temperature

-40 to 150

°C

 

Tstg

Storage temperature

- 55 to 150

°C

Table 4.

Thermal data

 

 

Symbol

Parameter

Max. value

Unit

 

 

 

 

Rthj-pins

Thermal resistance junction-pins

30

°C/W

Rthj-amb

Thermal resistance junction-ambient

See Figure 36.

°C/W

8/34

VN5E160S-E

Electrical specifications

 

 

2.2Electrical characteristics

Values specified in this section are for 8V<VCC<28V; -40°C< Tj <150°C, unless otherwise stated.

Table 5.

 

Power section

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

Parameter

 

Test conditions

 

 

Min.

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

Operating supply voltage

 

 

 

 

 

4.5

13

 

28

 

V

VUSD

Undervoltage shutdown

 

 

 

 

 

 

3.5

 

4.5

 

V

VUSDhyst

Undervoltage shutdown

 

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

V

hysteresis

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IOUT=1A; Tj=25°C

 

 

 

 

 

 

160

 

mΩ

RON

On state resistance

IOUT=1A; Tj=150°C

 

 

 

 

 

 

320

 

mΩ

 

 

 

IOUT=1A; VCC=5V; Tj=25°C

 

 

 

 

210

 

mΩ

Vclamp

Clamp voltage

IS=20 mA

 

 

41

46

 

52

 

V

 

 

 

Off State; VCC=13V; VIN=VOUT=0V;

 

2(1)

 

5(1)

 

µA

IS

Supply current

Tj=25°C

 

 

 

 

 

On State; VIN=5V; VCC=13V;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IOUT=0A

 

 

 

1.9

 

3.5

 

mA

IL(off1)

Off state output current

VIN=VOUT=0V; VCC=13V; Tj=25°C

0

0.01

 

3

 

µA

VIN=VOUT=0V; VCC=13V; Tj=125°C

0

 

 

 

5

 

µA

 

 

 

 

 

 

 

VF

Output - VCC diode

-IOUT=0.6A; Tj=150°C

 

 

 

 

 

 

0.7

 

V

voltage

 

 

 

 

 

 

 

1. PowerMOS leakage included.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 6.

 

Switching (VCC = 13V; Tj = 25°C)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

Test conditions

 

Min.

 

Typ.

 

 

Max.

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

td(on)

 

Turn-On delay time

 

RL=13Ω

 

 

 

10

 

 

 

 

 

µs

 

 

(see Figure 6.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

td(off)

 

Turn-Off delay time

 

RL=13Ω

 

 

 

15

 

 

 

 

 

µs

 

 

(see Figure 6.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dVOUT/dt(on)

Turn-On voltage slope

 

RL=13Ω

 

 

 

See

 

 

 

 

 

V/µs

 

 

 

Figure 26.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dVOUT/dt(off)

Turn-Off voltage slope

 

RL=13Ω

 

 

 

See

 

 

 

 

 

V/µs

 

 

 

Figure 28.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WON

 

Switching energy losses

RL=13Ω

 

 

 

70

 

 

 

 

 

µJ

 

during twon

 

(see Figure 6.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WOFF

 

Switching energy losses

RL=13Ω

 

 

 

40

 

 

 

 

 

µJ

 

during twoff

 

(see Figure 6.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9/34

Electrical specifications

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VN5E160S-E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 7.

Status pin (VSD=0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

 

Test conditions

 

Min.

 

 

Typ.

Max.

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VSTAT

Status low output

ISTAT= 1.6 mA, VSD=0V

 

 

 

 

 

 

 

0.5

 

V

 

voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ILSTAT

Status leakage current

Normal operation or VSD=5V,

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

µA

 

VSTAT= 5V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CSTAT

Status pin input

Normal operation or VSD=5V,

 

 

 

 

 

 

 

100

 

pF

 

capacitance

VSTAT= 5V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VSCL

Status clamp voltage

ISTAT= 1mA

 

5.5

 

 

 

 

 

 

7

 

 

V

 

 

ISTAT= - 1mA

 

 

 

 

 

-0.7

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 8.

Protection (1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

 

Test conditions

Min.

 

 

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IlimH

DC short circuit

VCC=13V; 5V<VCC<28V

7

 

 

 

10

 

14

 

A

 

 

current

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IlimL

Short circuit current

VCC=13V; TR<Tj<TTSD

 

 

 

 

 

2.5

 

 

 

 

A

 

 

during thermal cycling

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TTSD

Shutdown

 

 

 

150

 

 

 

175

 

200

 

°C

 

 

temperature

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TR

Reset temperature

 

 

 

TRS + 1

 

TRS + 5

 

 

 

 

°C

 

 

TRS

Thermal reset of

 

 

 

135

 

 

 

 

 

 

 

 

 

°C

 

 

STATUS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

THYST

Thermal hysteresis

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

°C

 

(TTSD-TR)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tSDL

Status delay in

Tj>TTSD (see Figure 4)

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

µs

 

 

overload conditions

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

DEMAG

Turn-off output voltage

I

OUT

=1A; V =0; L=20mH

V -41

 

V

CC

-46

V

CC

-52

V

 

 

clamp

 

IN

CC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VON

Output voltage drop

IOUT=0.03A (see Figure 5.)

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

mV

 

 

limitation

Tj= -40°C...+150°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.To ensure long term reliability under heavy overload or short circuit conditions, protection and related diagnostic signals must be used together with a proper software strategy. If the device is subjected to abnormal conditions, this software must limit the duration and number of activation cycles.

10/34

VN5E160S-E

 

 

 

 

 

 

 

 

Electrical specifications

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 9.

Open load detection (8V<VCC<18V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Test conditions

 

Min.

 

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IOL

Open load ON state

VIN = 5V

 

 

10

 

 

 

 

 

40

 

mA

 

detection threshold

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tDOL(on)

Open load ON state

IOUT = 0A, VCC=13V

 

 

 

 

 

 

 

200

 

µs

 

detection delay

(see Figure 4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Delay between INPUT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tPOL

falling edge and

IOUT = 0A (see Figure 4)

 

200

 

500

 

1200

 

µs

 

STATUS rising edge in

 

 

 

 

 

 

open load condition

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Open load OFF state

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VOL

voltage detection

VIN = 0V

 

 

2

 

 

 

 

 

4

 

V

 

 

threshold

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Output short circuit to

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tDSTKON

Vcc detection delay at

See Figure 4

 

 

180

 

 

 

 

tPOL

µs

 

 

turn-off

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IL(off2)

Off state output current

VIN= 0V; VOUT= 4V

 

-75

 

 

 

 

0

 

µA

 

(see Section 3.4: Open

 

 

 

 

 

 

 

 

 

load detection in Off state)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Delay response from

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

td_vol

output rising edge to

VIN= 0V; VOUT= 4V

 

 

 

 

 

 

 

20

 

µs

 

STATUS falling edge in

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

open load

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 10.

Logic input

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

Test conditions

 

 

Min.

Typ.

 

Max.

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIL

Input low level

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.9

 

V

 

IIL

Low level input current

 

 

VIN = 0.9V

 

 

1

 

 

 

 

µA

 

VIH

Input high level

 

 

 

 

 

 

2.1

 

 

 

 

V

 

IIH

High level input current

 

 

VIN = 2.1V

 

 

 

 

 

 

10

 

µA

 

VI(hyst)

Input hysteresis voltage

 

 

 

 

 

 

0.25

 

 

 

 

V

 

VICL

Input clamp voltage

 

 

IIN = 1mA

 

 

5.5

 

 

7

 

V

 

 

 

IIN = -1mA

 

 

 

 

-0.7

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VSDL

STAT_DIS low level voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.9

 

V

 

ISDL

Low level STAT_DIS current

 

VSD=0.9V

 

 

1

 

 

 

 

µA

 

VSDH

STAT_DIS high level voltage

 

 

 

 

 

2.1

 

 

 

 

V

 

ISDH

High level STAT_DIS

 

 

VSD=2.1V

 

 

 

 

 

 

10

 

µA

 

current

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VSD(hyst)

STAT_DIS hysteresis voltage

 

 

 

 

 

0.25

 

 

 

 

V

 

VSDCL

STAT_DIS clamp voltage

 

 

ISD=1mA

 

 

5.5

 

 

7

 

V

 

 

 

ISD=-1mA

 

 

 

 

-0.7

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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